谈谈高中物理中物体的运动情况分析

　　摘 要：正确地分析出物体的运动情况是高中学生学好物理课必须具备的、非常重要的基本能力，现从力和运动的关系对物体的运动情况做详细的分析。
　　关键词：运动情况；分析方法；单个物体；多个物体；单段运动；多段运动
　　
　　高中物理教学中，对物体的运动情况进行正确分析，是学生的一项重要能力。怎样正确判断物体做什么运动？往往是解决问题的关键所在。力是改变物体运动状态的原因。关于力和运动的关系，可以从牛顿运动定律入手进行分析。
　　一、单个物体单段运动
　　在现行的高中物理课程中，学生分别学习了：匀速直线运动，匀变速直线运动，抛体运动，圆周运动，简谐运动和一般运动。每种运动的特点课本中都有描述。根据牛顿第二定律，某物体所受的合外力F合，产生加速度，物体的加速度和初速度v0共同决定该物体做什么运动。下面分别作出判断：
　　1.当一个物体所受的合外力F合为零时，即：F合=0。这时，物体将处于静止状态，或者做匀速直线运动。
　　2.当一个物体所受的合外力恒定，即在这个运动过程中，F合的大小和方向都不发生变化。根据初速度v0和合外力F合的方向之间的夹角θ的关系，物体会做如下几种运动：
　　（1）当θ=0度时，即F合和v0方向一致。物体将做匀加速直线运动。这种情况下，符合匀加速直线运动的规律，用匀加速直线运动的处理方法可以解决有关问题。
　　（2）当θ=180度时，即F合和v0方向相反。物体将做匀减速直线运动。这种情况下，符合匀减速直线运动的规律，用匀减速直线运动的处理方法可以解决有关问题。
　　（3）当θ=90度时，即F合和v0方向垂直。物体将做类似于平抛运动。这种情况下，只要把在重力作用下平抛运动中的加速度g换成F合产生的加速度a，仍然采用处理平抛运动的分析方法就可以解决这类问题。即采用运动的合成和分解的方法来处理具体问题。
　　（4）当90度<θ<180度时，即F合和v0方向成钝角。物体将做类似于斜上抛运动。这种情况下，只要把在重力作用下斜上抛运动中的加速度g换成F合产生的加速度a，仍然采用处理斜上抛运动的分析方法就可以解决这类问题。即采用运动的合成和分解的方法来处理具体问题。
　　（5）当0度<θ<90度时，即F合和v0方向成锐角。物体将做类似于斜下抛运动。这种情况下，只要把在重力作用下斜下抛运动中的加速度g换成F合产生的加速度a，仍然采用处理斜下抛运动的分析方法就可以解决这类问题。即采用运动的合成和分解的方法来处理具体问题。
　　反之，根据物体做以上运动，就可以判定F合和v0的关系。
　　3.当F合大小一定，方向始终垂直于速度v时，物体将做匀速圆周运动。可以pSxUizPhiFxy78a4DPkfyQ==用处理匀速圆周运动的方法来解决这类问题。
　　4.当F合和v0在同一直线上，且F合跟物体离开自己的平衡位置的位移x大小成正比，方向始终与x方向相反。这时，物体将做简谐运动。可以采用处理简谐运动的方法来解决此类问题。
　　5.当F合不恒定，与v的夹角θ的关系是：
　　（1）当0度<θ<90度时，将F合分解为一个与v一致和另一个与v垂直的两个分力，与v一致的分力改变物体运动速度的大小，使物体运动速度的大小要增加，同时与v垂直的分力改变物体运动的方向，使物体向受垂直分力的方向偏转，物体将做加速曲线运动。
　　（2）当90度<θ<180度时，将F合分解为一个与v相反和另一个与v垂直的两个分力，与v相反的分力改变物体运动速度的大小，使物体运动速度的大小要减小，同时与v垂直的分力改变物体运动的方向，使物体向受垂直分力的方向偏转，物体将做减速曲线运动。
　　（3）当θ=90度时，物体由于受到一个与v垂直的力作用，相当于做圆周运动的物体受到向心力的作用。所以将向受垂直力的方向偏转，物体将做圆周运动。
　　（4）当物体所受的与v垂直的分力大小等于物体做圆周运动所需要的向心力时，物体可能做变速圆周运动。
　　当物体所受的合外力F合发生变化时，物体的加速度a也发生变化，这种情况下，物体就不再是单个运动过程了，可以把物体运动的整个过程看成多个单段运动的组合。
　　二、单个物体多段运动
　　在高中物理学科所需要解决的问题中，经常遇到的是单个物体多段运动问题。例如：某列车从A站出发，先要做匀加速运动，达到一定速度后开始做匀速运动，快要到达B站前做匀减速运动，进入B站停止。列车从A站出发到达B站的整个过程，可以分为三个单段运动。解决这类问题，首先要能正确判定和划分各个单段运动，同时要考虑整体和部分的关系。一般可以从时间和空间的等量关系来建立方程或方程组。还要注意两个过程之间的交接点的等量关系，这个关系往往是解决问题的关键。
　　三、多个物体多段运动
　　高中物理问题中，难度较大的是多个物体的多段运动问题。这类问题需要学生有较强的分析能力和综合判断能力。以追击问题为典型代表。解决这类问题，首先要弄清楚每个物体的每段运动情况，再分析每个物体的多段运动过程中的整体和分部的关系。同时要考虑多个物体的位移等量关系和时间等量关系。通过各种等量关系，建立方程组来解决问题。
　　总之，准确判定物体做什么运动，是解决高中物理中力和运动的有关问题必须具备的重要能力。
　　参考文献：
　　［1］普通高中课程标准实验教科书物理1（必修）.人民教育出版社.
　　［2］普通高中课程标准实验教科书物理2（必修）.人民教育出版社.
　　（作者单位 安徽省铜陵县第二中学）