匀变速直线运动中的应用型试题赏析

王栋

摘要：在高考中联系生活实际的物理题目是经常出现的一类题型，同时在分数占比上也很高，而匀变速直线运动又是联系生活实际经常出现的一类应用型题型，因为我们有必要掌握物理题中匀变速直线运动的相关应用题型。基于此，文章主要介绍了匀变速直线运动应用型题型的三种试题的解答方式，希望可以给广大学生以参考。

关键词：匀变速直线运动 应用型试题 赏析 物理应用型 问题 解题方法

匀变速直线运动是高中物理知识体系中最基础的知识点，但是在高考中每年都会有所涉及，在出题的方式上却不是单一的匀变速直线运动问题，而是和生活实际进行联系，将其放在一个生活情景中进行问题的探讨。这一点也充分体现了高考从应试教育向素质教育的转变。但是也是因为生活情景的加入，导致问题的难度增大，致使很多同学的解题时会出现诸多失误，进而解题错误。基于此，文章以自己在高中物理匀变速直线运动学习中的所思所感为背景，主要介绍了三种匀变速直线运动的应用性试题的解题技巧。

一、汽车安全距离问题

例一：我国的高速公路在行车速度上最高限速为120km/h，假设有一人正在以最高速度行驶，其在刹车时的加速度为5m/s2，司机的刹车反应时间为0.6-0.7秒，试计算在高速公路上两车之间的行驶安全距离为多少？

在解答该题时首先需要分析一下，在高速公路上行驶时可以出现追尾事故的条件，其一为行车距离过近，其二为汽车的刹车不好，其三为司机的反应速度过慢。该题中已经给出的已知条件中司机反映时间和刹车加速度都已经给出，因此了可以直接讨论安全距離。

解：已知该汽车的行驶速度v0为120km/h=33.3m/s，刹车反应时间为t1=0.7s（保障行车安全选择最大的反应时间），在汽车刹车之前的反应时间将会作均速直线运动，其位移距离为s1=v0*t1=0.7*33.3=23.3m。

在汽车刹车之后汽车将作均减速直线运动，并且可知最后的末速度为v0=0，其滑行的时间为

t2=（v-v0）/a=6.7a

刹车后滑行位移为

s2=1/2at22+vot2=110.9m

因此可知在高速公路上汽车的行驶安全距离为s=s1+s2=134.2m

二、飞机着陆问题

例二：对于航天飞机而言，其在着陆时的速度很大，因此必须使用阻力伞来使航天飞机减速，进而保障飞机着陆的安全。假设有一航天飞机在一笔直道路上进行着陆，在刚刚着陆上的速度为100m/s，此时阻力伞张开加之地上的摩擦力，其产生的加速度为4m/s2，请问要保障航天飞机的正常降落该跑道的长度最短需要多少米？

该题属于较为简单的一类匀变速直线运动，初速度、加速度以及末速度都已经给出，因此只需要将实际生活情景中的相关物理量提取出来，带入相对应的公式就可以完成解答。

解：已知航天飞机的初速度v0=100m/s，减速的加速度a=-4m/s2。

设在航天飞机着陆t秒后速度为零，此时末速度vt=0

根据vt=v0+at

可知航天飞机的着陆时间为25s

在该时间段内航天飞机作匀减速直线运动，加速度为a=-4m/s2

根据s=v0t+1/2at2

可知s=1250m

另外该题也有更为简单的一种解题方式

根据加速和初末速度之间的公式

vt2-v02=2as

已知a=-4m/s，vt=0，v0=100m/s

s=1250m

三、车辆追赶问题

车辆追赶问题是匀变速直线运动问题中难度较大的一类问题，在该类题型中需要对两个运动物体都进行分析，因此需要我们在做题时，特别注意。以下针对一道题目进行讲解。

例三：已知有一辆警车正在执勤，突然警车上的警员发现在他旁边有一速度为8m/s的货车存在着严重的违章行为，因此警车起步开始追赶货车，在2.5秒后警车发动，并且以加速度为2m/s2的速度做均加速运动请问：

1.在警车启动多久之后追赶上违章货车？

2.在警车启动后两车相距的最大距离为多少？

在该题的解答时首先需要我们在脑海中对该题所描述的一个过程有一个清晰的认知，首先将警车和违章的货车看着一个质点，进而分析可知违章货车的质点一直都是以8m/s的速度向前运动，而警车质点一开始为静止，进而用2m/s2的加速度作加速运动进行追赶，在前四秒两者的距离属于不断增大，在四秒之后两者的距离开始不断减小，最后警车质点追赶上违章货车质点。

解：1.设警车经过t秒追上货车，并且可知在警车开始运动前货车在前面s0=20m

Vt+s0=1/2at2

t=10s

2.可知在第四秒警车和货车速度相同，此后警车大于货车

所在在警车运动第4秒时两者的距离最大

S=（s0+4*8）-1/2a42

S=36m

四、结语

素质教育的不断推进意味着未来在物理高考题目的出题方式上，会越来越偏向于应用型的题型，而匀变速直线运动作为高中物理中的基础知识也必然会在高考中所有涉及，因此作为高中生的我们，有必要掌握匀变速直线运动方面的应用型的解题技巧和方式。希望通过文章的简单论述可以给广大的高中生以启迪。

参考文献：

[1]罗建明.匀变速直线运动重要推论的证明及应用[J].中学物理（高中版），2014，（08）.

[2]魏丞.由匀变速直线运动的v-t图像推导位移公式[J].小作家选刊（教学交流），2014，（11）.

[3]董光顺.比例图在初速度为零的匀变速直线运动中的应用[J].中学物理（高中版），2013，（10）.

（作者单位：沂水县第二中学2014级21班）