浅析物理学习中的常见运动模型

陈与争

摘 要：高中物理是高考的重要科目，其中的运动知识，在高考物理科目中占有较大分值，要想学好运动知识，就必须掌握运动模型。为此，本文谨就高中物理学习中的常见运动模型进行分析與探讨，结合运动模型与自己的学习经验，希望能够给同学们提供一定的借鉴与参考，对提高同学们的物理水平起到一定帮助。

关键词：高中；物理学习；运动模型

高中物理学科的学习过程中，需要我们具备观察及思考能力，并能够结合物理实践总结学习经验，以便于更好地掌握物理定义及相关定律，奠定自己的物理基础。物理运动模型是以物理问题研究及物理模型为基础，可以在实际的解题过程中，通过抽象化的分析方式进行题目解析，对于物理运动知识的学习十分重要。

一、圆周运动模型

高中物理学习中，圆周运动是必须掌握的重要知识点，要明确圆周运动作为一种特殊曲线运动的独特性质。在学习圆周运动相关知识时，我们已经掌握了一部分曲线运动规律，这使得我们对曲线运动有一定了解，就更加容易去理解圆周运动的概念。圆周运动模型学习中，匀速圆周运动较为常见，需要掌握匀速圆周运动的相关信息，包括线速度、角速度及周期等，明确这些相关信息之间的关联性，以确保在实际的解题过程中，能够熟练运用这些相关知识。

生活中常见的匀速圆周运动现象包括火车、汽车的转弯，因此这一类型的例题较多。例如，火车绕着一座山体行驶，将火车头及火车尾部分别视为一个点，将山体视作球体，则火车在进行匀速圆周运动时，火车头及火车尾部在哪个方面的数据一致？（ ）。

A.线速度 B.角速度 C.加速度 D.轨道半径

对该题目进行解析，可知该题目在运动模型分析中较为典型，因此在解析题目时，要首先明确圆周运动的具体规律，掌握圆周运动中相关元素之间的关联。经过学习我们了解到，在匀速圆周运动中，线速度、角速度、运动周期及运动频率之间存在一定关联：[v=2πrT]；[ω=2πT]；[v=rω]。根据这些公式，可确定上述选项中，B选项为正确选项。

二、直线运动模型

直线运动是常见的运动形式，在高中物理学习中，直线运动被划分为匀速直线运动及匀变速直线运动，首先对直线运动的相关概念及基础定理充分理解，并明确直线运动中物体运动的特点。比如物体在进行直线运动时，速度始终不变，则为匀速直线运动，其运动长度及运动时间存在一定比值，瞬时速度方向及大小始终不变，物体的合外力为0。在生活实践中，这种合外力为0的绝对匀速直线运动并不存在，是一种理想化的运动模型，但运用了匀速直线运动概念及特点的题型并不少见。

例如，车站行李传送带的运行过程中，传送带以3m/s的速度匀速传送，传送带水平面为AB，传送带与地面之间存在0.45m的距离，传送带上行李由A点传送到B点，但并未及时取下，则此时传送带上的行李会被在B端抛出，在忽略空气阻力的情况下，行李由A点滑动到B点时，v0=1m/s，且行李与传送带之间存在0.2的摩擦因数，求取在行李冲出B端的水平及传送带水平距离AB。

该题目中，需要绘制运动路线的草图，假设行李质量为m，其在传送到上滑动加速度为a，结合摩擦力公式F=am，带入相关数据进行计算，确定加速度为2/s2，确定行李冲出之后的水平运动距离为0.9m，以及行李抛出的初速度为3.m/s，经过一系列计算，可确定传送带水平距离AB=2m。

在对这类题目进行解析时，要善于转化实际问题为运动模型，绘制运动状态示意图，明确题目中能够进行匀速直线运动的元素，以便于快速确定解题思路，提高题目解析效率。常见的匀速直线运动类型的题目包括超声波运动、声波运动、光线传播、无线电传播等。

三、平抛运动模型

平抛运动是一种匀变速曲线运动，其匀变速运动为加速运动，在运动中其运动轨迹为抛物线形式，并且不会受到多余外力的影响，只会受到重力的作用。在平抛运动中，以g代表加速度，可将其拆解为水平匀速直线运动及自由落体运动，便于进行题目解析。平抛运动模型在高考中出现的概率较大，并且由于抛出物体及题目的不同限制而可以进行不同考量，抛出物体可以击打在平面、斜面及曲面上，会分别产生不同的效果。

例如，一个倾角为θ的斜面，向斜面抛出A、B两个小球，小球运动的水平初速度为v0，小球抛出后，A小球在斜面上垂直落下，会在斜面上有较长的距离，而B小球在斜面上的位移相对较短。在忽略空气阻力的情况下，求A、B小球下落时间之间的关系。

该题目中，A小球在斜面上垂直落下，球体与斜面接触时，速度方向垂直与斜面，进行速度分解，则v1=v0，v2=gtA。由图中可以看出，tanθ=[v1v2=v0gtA]；B小球从抛出点到与斜面落点的位移与斜面相互垂直，对小球位移进行拆解，则存在[x=v0tB，y=12gtB2]，有图可以得知，[tanθ=xy=v0tB12gtB2=v012gtB]，则可确定存在tB=2tA。

物体在重力的作用下，以一定初速度水平抛出，随后下坠，物体在运动过程中，所受到的合力是始终相同的，初速度与合力之间并不相等，物体运动轨迹呈现为抛物线形式。针对平抛物体运动的问题，可将物体的运动拆解为水平运动及垂直运动。为了便于计算与分析，可绘制相应的运动分解图像作为辅助，包括速度图像、位移图像、合速度图像等。

四、结语

在高中物理学习过程中，必须掌握相应的物理运动模型，并基于相应例题及物理规律进行分析，以便于深入挖掘物理运动模型的内在要求，对物理运动现象成因加以确定，解析相关题目。另外，在物理问题解析的过程中，要灵活运动物理运动模型，分辨抽象化的物理运动问题，以强化对于物理知识的理解及应用水平。

参考文献

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