专题突破(一) 匀变速直线运动问题多种解法
本章概念、公式较多,对于某些问题解题方法也多种多样,因此需要我们能够熟练的理解掌握各物理量之间的联系与区别,各公式之间的推导与转化,各种方法的适用条件及优缺点,通过一题多解的练习,拓展思维、建立知识体系,在解题过程中学会甄别判断,优化选择.
一、匀变速直线运动的多种解法
方 法
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分析说明
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一般公式法
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一般公式指速度公式、位移公式及推论三式.它们均是矢量式,使用时要注意方向性.一般以v0的方向为正方向,其余与正方向相同者为正,与正方向相反者取负
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平均速度法
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定义式v=对任何性质的运动都适用,而v=只适用于匀变速直线运动
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中间时刻
速度法
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利用“任意时间t中间时刻的瞬时速度等于这段时间t内的平均速度”即v=v,适用于任何一个匀变速直线运动
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比例法
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对于初速度为零的匀加速直线运动与末速度为零的匀减速直线运动,可利用初速度为零的匀加速直线运动的比例关系求解
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逆向思维法
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把运动过程的“末态”作为“初态”的反向研究问题的方法.一般用于末态已知的情况
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图象法
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应用v-t图象,可把较复杂的物理问题转变为较为简单的数学问题解决
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推论法
(Δx=aT2)
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对一般的匀变速直线运动问题,若出现相等的时间间隔,应优先考虑用Δx=aT2求解
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转换参
考系法
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一般情况下我们选择地面为参考系,但在某些存在相对运动的问题中,选择某一个运动的物体为参考系会使解法更简便
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例1 某物体做匀变速直线运动,已知物体第5 s内的位移比第2 s内的位移多3 m,求物体的加速度.
[解析] 解法一:基本公式法
设第1 s末的速度为v0,t0=1 s,有:x2=v0t0+at
x5=(v0+3at0)t0+at
又x5-x2=3
故a=1 m/s2
解法二:中间时刻速度法
第2 s内中间时刻vt1=,其中t1=1.5 s,t0=1 s
第5 s内中间时刻vt2=,其中t2=4.5 s,t0=1 s
根据加速度定义有:a=== m/s2=1 m/s2.
解法三:推论法
x5-x2=(5-2)at,
∴a=1 m/s2
解法四:图象法
根据v-t图象的性质知“面积”S1表示第2 s内的位移x2,S2表示第5 s内的位移x5
t0=1 s,则x5-x2=S2-S1=3at=3,
∴a=1 m/s2.