李云鳳
摘 ? ?要: 追擊與相遇問題是初中物理計(jì)算方面的難題,可以用學(xué)過的參照物的方法,運(yùn)用簡(jiǎn)單的物理圖像進(jìn)行計(jì)算,使計(jì)算簡(jiǎn)單化,更容易讓學(xué)生掌握。
關(guān)鍵詞: 追擊 ? ?相遇 ? ?參照物 ? ?物理圖像
“追擊、相遇”問題是中學(xué)物理關(guān)于速度、距離和時(shí)間三者計(jì)算題的難點(diǎn)。在解決這類題型的時(shí)候,很多學(xué)生還沒有從小學(xué)解決數(shù)學(xué)應(yīng)用題的思路中跳出來,所以會(huì)覺得這一類型的題十分難解和麻煩,不知道從哪里入手。其實(shí),通過分析總結(jié),我們不難發(fā)現(xiàn),解決這一類型的題,通常都有一些規(guī)律可循,只要掌握了這些規(guī)律,追擊問題也就迎刃而解。本文就選擇參照物的方法對(duì)追擊和相遇問題進(jìn)行了探討。
1.追擊問題
研究追擊問題的實(shí)質(zhì)就是:研究?jī)蓚€(gè)物體能否在相同的時(shí)刻達(dá)到相同的距離。在解決此類問題時(shí),要抓住“兩個(gè)關(guān)系,一個(gè)條件”,兩個(gè)關(guān)系:時(shí)間關(guān)系和路程關(guān)系;一個(gè)條件:兩者速度相等。兩者速度相等往往是物體能否追上,或者是兩者距離最大、最小的臨界條件,是分析、判斷解題的入手點(diǎn)。下面我們將用到已經(jīng)學(xué)過的參照物進(jìn)行解題,這樣結(jié)合前面所學(xué)的知識(shí),有利于學(xué)生更好地掌握。另外,從初中物理開始,學(xué)生就要習(xí)慣性地畫草圖輔助解題,這樣能對(duì)學(xué)習(xí)高中物理起到一定的幫助作用。
例1.一輛執(zhí)勤的警車停在公路旁,當(dāng)警員發(fā)現(xiàn)從她旁邊以v=8m/s的速度勻速行駛過的貨車有違章行為時(shí),此違章車輛已經(jīng)距警車400米。決定前去追趕,警車以12m/s的速度勻速去追,問:
(1)警車要多長(zhǎng)時(shí)間才能追上違章車輛?
(2)警車追上貨車時(shí)距離追趕地是多少?
分析:本題中運(yùn)動(dòng)的物體是警車和貨車,我們可以選用前面學(xué)習(xí)過的參照物的知識(shí)解決這類追擊問題。我們可以將貨車視為參照物,這樣就可以認(rèn)為貨車是靜止不動(dòng)的,那么警車相對(duì)于貨車來講就是運(yùn)動(dòng)的,它相對(duì)貨車的速度為:V=V警-V貨。我們由V=S/t,可知速度與時(shí)間、路程必須一一對(duì)應(yīng)。所以,相對(duì)速度對(duì)應(yīng)相對(duì)的路程,則在追擊過程中,時(shí)間t等于兩者的相對(duì)距離除以兩者的相對(duì)速度。
解:(1)將貨車作為參照物,貨車是靜止的,警車相對(duì)貨車是運(yùn)動(dòng)的,則,v=12m/s-8m/s=4m/s,那么警車此時(shí)的相對(duì)速度為4m/s。
由v=得,t=,那么t==100s
(2)因?yàn)閠=100s,由s=vt得:s=12m/s×100s=1200m
小結(jié):在解決追擊問題時(shí),我們選擇參照物的方法進(jìn)行解題,一般選擇參照物有兩種方法:一是選擇地面為參照物,這種方法計(jì)算起來比較麻煩;二是根據(jù)題意選擇參照物,我們通常把被追的物體作為參照物。選定參照物后,我們針對(duì)參照物運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行分析,找出它的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況,即相對(duì)速度,在求相對(duì)速度時(shí),我們會(huì)發(fā)現(xiàn):“相對(duì)速度=速度大的-速度小的”,再根據(jù)“兩個(gè)關(guān)系,一個(gè)條件”確定兩物體的物理關(guān)系,進(jìn)行列方程求解??偟膩碇v,追擊問題的公式為:
追擊時(shí)間=
2.相遇問題
相遇問題和追及問題的本質(zhì)是相同的,我們要讓學(xué)生在追及問題的基礎(chǔ)上對(duì)相遇問題的運(yùn)動(dòng)地方、運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)時(shí)間有充分的認(rèn)識(shí),讓他們知道相遇問題的四大特征:運(yùn)動(dòng)地點(diǎn)(異地)、運(yùn)動(dòng)時(shí)間(同時(shí))、運(yùn)動(dòng)方向(相向)和運(yùn)動(dòng)結(jié)果(相遇)。和追擊問題一樣,在解相遇問題時(shí),要抓住“兩個(gè)關(guān)系,一個(gè)條件”。
例2.甲、乙兩車分別從相聚8千米的A、B兩地同時(shí)出發(fā),相向而行,甲車的速度是80km/h,乙車的速度是120km/h,問:甲、乙兩車多久后相遇?
分析:本題中,我們?nèi)匀贿x擇參照物的方法進(jìn)行求解。我們選擇的甲車或是乙車為參照物都可以,我們現(xiàn)在選擇乙車為參照物,那么乙車相對(duì)甲車來講是靜止不動(dòng)的,那么甲車相對(duì)乙車是運(yùn)動(dòng)的。在追擊問題中,我們認(rèn)為相對(duì)速度是速度大的減去速度小的,但是在相遇問題中,我們的速度不再是這樣的。在平常生活中,在相向行駛的兩車錯(cuò)車時(shí),我們會(huì)覺得迎面而來的車的速度非常大,所以,現(xiàn)在甲車的相對(duì)速度變?yōu)椋簐=v+v,即兩者速度之和。然后根據(jù)物理關(guān)系列方程。
解:以乙車為參照物,甲車相對(duì)乙車的運(yùn)動(dòng)速度為v=v+v,v=80km/h+120km/h=200km/h,由v=得t=
則t==0.04h
小結(jié):在解決相遇問題時(shí),我們?nèi)圆捎眠x擇參照物的方法,這樣就降低難度,選擇兩個(gè)物體中的一個(gè)作為參照物,另一個(gè)相對(duì)于參照物而言的運(yùn)動(dòng)情況就十分簡(jiǎn)單明了。在相遇問題中,相對(duì)速度變?yōu)閮蓚€(gè)速度之和,不再是追擊問題中的速度之差,這一點(diǎn)要注意區(qū)別追擊與相遇。相遇問題,我們可以寫為:相遇時(shí)間=。
3.結(jié)語(yǔ)
追擊和相遇問題比較抽象,所以本文針對(duì)追擊和相遇問題,運(yùn)用選擇參照物和畫物理圖像的方法將抽象的問題轉(zhuǎn)化為比較直觀明了的物理圖像,從而解決此類型的題目,使計(jì)算更簡(jiǎn)便,學(xué)生也更容易接受。