谈谈有关“平均速度”的易错计算题
2009-07-13陈国松
陈国松
从贵阳开往都匀的K9502次列车,中途要停靠贵定南站,在运行时有时快,也有时慢;一个人从家到学校,中间有时遇见熟人聊天还要休息一会儿,速度也不同。在日常生活中,我们会遇到许多类似的情况。这些运动都是变速的。为了描述物体做变速运动的快慢程度,物理学中运用了平均速度这一个概念。一个做变速运动的物体,如果它在时间t通过的路程是S,他在这段路程内(或这段时间内)的平均速度用公式“”表示,这个公式看起来很简单,同学们知道S=Vt和(路程=速度×时间,时间=路程÷速度,速度=路程÷时间)并背的滚瓜烂熟。但是,一些同学在解答有关平均速度的这类问题时,非常容易出错。例:一辆汽车在平直的公路上从A地开往B地,前半段路程的平均速度为60千米/小时,后半段路程的平均速度是30千米/小时。求这辆汽车从A地道B地的平均速度是多少?
关于这道题目,很多同学这样认为:既然是求平均速度,而且题目中又给出了前半段的平均速度是60千米/小时和后半段的平均速度是30千米/小时。那么用这个式子
这样不就解决了吗?看起来这些同学想得也有点道理,其实这样的解法是大错特错。这样求就变成了只是求“速度的平均”,而不是“平均速度”了。是计算平均速度的特殊式,应用它是要满足一定的条件的。我们知道,平均速度的定义是它具有普遍的意义。下面我们就看看在什么情况下才符合平均速度的定义式。
,由此可见,只有当t1=t2=t0时,才有。因此上面的解题中,汽车通过前半段路程所用的时间是(小时),
通过后半段路程所用的时间是 (小时)。
t1≠t2,所以用解上题是不正确的。正确的解法应该是
。求平均速度要特别注意用总的路程除以总的时间,而总的时间包括中途停顿的时间。我们在来看这个例子可以用不同的解法来求:
例2.汽车沿平直的公路上由甲地开往乙地,在前半程中的速度是10m/s,在后半程中的速度是15m/s,则汽车在整个路程中的平均速度是——m/s。
解法一:令全程的路程为sm,那么前半程的路程为s1=s,后半程的路程s2=s,则汽车在整个路程中的平均速度
解法二;令前半程的路程为s1,则后半程的路程s2=s1,全程的路程为s=2s1,则汽车在整个路程中的平均速度
;
解法三:令后半程的路程为s2=60m,则前半程的路程s1=60m,整个路程为s=120m,整个路程的平均速度
;
解法四:令前半程的路程为单位“1”,则后半程的路程也为单位“1”,则全程的路程为单位“2”,整个路程的平均速度
;
由于此题缺少数据,以上的解法都采取了分别给全程路程、前、后半路程取字母或取单位“1”,或取特殊值使题目得解,都是可以的。
例3.甲和乙两位女同学比赛50米短跑,甲跑的快,跑完50米到达终点时,乙才跑了40米。甲说我们再跑一次,这次你落后了10米,下次我从起跑线后退10米,我们还按这回的速度跑。我多跑10米,你和我就可以同时到达终点了。
乙同意后两人又跑了一次,结果还是甲先到达终点.这是为什么?
答:因为,尽管甲从起跑线后退10米,开赛后甲跑的快,在相同的时间内甲跑完50米,乙跑完40米,最后每人还要各跑10米。这是一次10米短跑赛,甲跑得快,最后甲还是要先到达中点。
关于平均速度的计算题会意不同类型的形式出现,但同学们一定要注意分清楚路程、速度与时间之间的关系,再进行解答。
参考资料:
郝本瑞 傅权《怎样学好物理——初中生学习方法指导丛书》知识出版社 1987年3月