对一个实际运动学问题的思考

刘海明

【摘 要】本文从实际生活中的相同位移下节约时间的运动学问题出发，抽象出物理模型，应用作差、作商以及图像法建立物理量的等量关系，进行科学推理，解决现实中提高效率的问题。

【关键词】运动学;物理模型;提高效率

中图分类号： G633.7 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）02-0232-003

【Abstract】This paper starts from the kinematics problem of saving time under the same displacement in real life， abstracts the physical model，applies the difference，the operator and the image method to establish the equivalent relationship of physical quantity，carries on the scientific reasoning，and solves the problem of improving the efficiency in reality.

【Key words】Kinematics;The physical model;Improving the efficiency

0 引言

2016年9月在北师大举行的“中国学生发展核心素养研究成果发布会”发布研究成果对中国学生身心发展核心素养做了界定。在发展中学生核心素养的指导下，各学科又制定了学科核心素养。物理学科的核心素养包括：物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任。在科学思维中提到，“科学思维”主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素，能正确运用科学思维方法，从定性和定量两个方面进行科学推理、找出规律、形成结论，并能解释自然现象和解决实际问题[1]。本论文讨论与生活中的运动学问题，从中抽象出物理模型，建立物理量的等量关系，进行科学推理，解决现实问题[2]。

1 实际问题

在现实生活中，我们不免遇到这样的情景：从A地前往B地，有两种运动方式可以选择：在中间时刻休息一会，或者在中途休息一会。如果休息时间一样长，但是休息前后运动的速度不一样快，那么究竟哪一种方式让我们尽快地到达目的地B处呢？以便能更好节约时间提高效率呢？

2 建立物理模型

2.1 抽象出物理模型

为了更好研究上面实际问题中涉及的两种运动方式，把休息前，休息后的速度看作匀速直线运动，速度大小为分别为V1、V2。如：甲、乙两辆汽车沿平直公路从某地同时驶向同一目标地点，甲车在前一半时间内以速度V1做匀速直线运动，后一半时间内以V2做匀速直线运动;乙车在前一半路程中以速度V1做匀速直线运动，后一半路程以速度V2做匀速直线运动。已知V■≠V■，则哪一辆车先到达目标地点？

2.2 解决问题的方法研究

2.2.1 平均速度法

设出发点到目的地的距离为x，甲运动的总时间为t1，乙运动的时间为t2。

2.2.2 构建时间等量关系

设出发点到目的地的距离为x，甲运动的时间为t甲，乙运动的时间前半段距离用时t1，后半段距离用时t2。

2.2.3 运用x-t图像法（先假设V1

在运用x-t图像法时，我们在绘制甲车、乙车的图像时，一定要注意到：对于甲来说，甲在前一半时间里，走的位移一定小于，所以走完前一半时间时，所处位置用X'点表示;而，对乙来说，前一半的距离用速度V1走完时，所处位置在点，要保证后面的一半距离以速度V2走完，那么在绘画乙车的后半程的x-t图像时，一定与甲车速度V2相同（即保证x-t图像的斜率相同）。在绘画结束时，我们会发现，当甲车、乙车都走完x距离时，甲车的时间小于乙车的时间，如图中的t甲，t乙对应的时间点。综上所述，甲先打到目的地。而且，如果假设V1>V2，都是同样的结果。

2.2.4 运用v-t图像法（先假設V1

在运用v-t图像法时，我们在绘制甲车、乙车的图像时，一定要注意到：对于甲来说，甲在前一半时间里，走的距离一定小于后一半时间里走的距离，所以绘制的甲车的v-t图像，前一半时间里图像与时间轴围成的面积小于后一半时间里图像与时间轴围成的面积[3]。对于乙车来说，由于乙车先以速度V1走完前半程距离，所以走完前半程路程用时一定超过了，如图中的t'点;但是剩下的一半的距离，由v-t图像的图像与时间轴围成的面积可以知道，肯定在t甲-t'里完不成，必须大于t甲-t'，所以乙车总用时肯定多于甲车的用时。综上所述，甲先打到目的地。而且，如果假设V1>V2，都是同样的结果。

3 结束语

在现实生活中能节约时间是提高做事效率的一种重要方式。本文从实际出发，在运动位移相同情况下，抽象出物理模型，应用作差、作商以及图像法建立物理量的等量关系，进行科学推理，解决现实中提高效率的问题[4]。

【参考文献】

[1]普通高中物理课程标准[M].人民教育出版社，中华人民共和国教育部，2017：4-6.

[2]徐彪.浅谈物理教学中的情景创设[J].上海教育科研，2005，（7）：63-64.

[3]郭智鹏.9类运动学图像问题探究[J].物理通报，2018，（10）：66-69.

[4]王乐意.物理的情景教学[J].阜阳师范学院学报（自然科学版），2003，20（3）：81-82.