在高中物理學習過程中對物體運動狀態的分析

康文曦

在高中物理學習過程中對物體運動狀態的分析

康文曦

（明德中學 湖南長沙 410000）

正確地分析出物體的運動情況是高中學生學好物理課必須其備的、非常重要的基本能力，現從力和運動的關系對物體的運動情況做詳細的分析。

運動情況；分析方法；多段運動

高中物理教學中，對物體的運動情況進行正確分析，是學生的一項需要能力。怎樣正確判斷物體做什么運動?往往是解決問題的關鍵所在。力是改變物體運動狀態的原因。關于力和運動的關系，可以從牛頓運動定律人手進行分析。

1 單段運動的單個物體

在我們目前的高中物理學習階段，我們學習關于物體運動有勻速直線運動、拋體運動、圓周運動、勻變速直線運動和一般運動等。在物理教材中對每種運動的特點都有所描述。我們根據牛頓第二定律可以知道，當物體受到合外力F作用時，物體運動會有加速度產生，物體做的是什么運動由物體所做的加速度和初速度所決定。以下就對物體運動狀態進行判斷：

（1）當合外力對物體作用為零時，物體將處于平衡狀態，也就是靜止或者勻速直線運動狀態。

（2）當物體受合外力作用不變時，那么在物體運動過程中，物體所受合外力大小及方向都不會改變。根據物體所受合外力方向與其初速度之間夾角的大小，對物體運動狀態進行判斷，如下：

①當夾角大小為零時，也就是說合外力的方向和物體運動初速度方向一致。在這種情況下，物體將做勻加速直線運動。因為物體運動與勻加速直線運動規律相符合，所以可以用勻加速直線運動的有關知識來把問題解決；

②當合外力與物體運動初速度夾角等于180°時，這時合外力的方向與初速度相反。物體在這種情況下將做勻減速直線運動。因為此時物體運動符合減速直線運動的規律，所以可以用與勻減速直線運動的相關知識把問題解決；

③當合外力方向與初速度方向夾角等于90°時，也就是說合外力方向與初速度的垂直。在這種情況下物體將做平拋類的運動。這時只要我們將平拋運動在重力作用下的加速度變換成物體在合外力作用下的加速度，再用平拋運動的相關知識，就可以把問題解決；

④當合外力方向與初速度方向的夾角大于90°，小于180°的時候，也就是說合外力方向和初速度方向之間是鈍角。在這種情況下物體將做斜上拋類的運動。這時我們只要把斜上拋運動下物體受重力的加速度換成受合外力的加速度，再用斜上拋的知識來解決問題。也就是說這里在解決問題時，運用的是運動的合成和分解的方法；

⑤當合外力方向與初速度方向的夾角大于0°，小于90°的時候，也就是說合外力方向和初速度方向之間是銳角。在這種情況下物體將做斜下拋類的運動。這時我們只要把斜下拋運動下物體受重力的加速度換成受合外力的加速度，再用斜下拋的知識來解決問題。也就是說這里在解決問題時，運用的是運動的合成和分解的方法。

（3）當合外力大小確定時，方向始終與速度相垂直時，在這種情況下物體將做勻速圓周運動，那么可以用有關于勻速圓周運動的知識來解決問題。

（4）當合外力方向和初速度方向同處于一條直線時，那么此時物體與自身平衡位置的位移將與合外力成正比，合外力方向與位移方向是相反的。在這種情況下，物體將會做簡諧運動，所以可以用簡諧運動相關知識來解決相關問題。

（5）當不確定合外力的大小和方向時，合外力與初速度的夾角關系是：

①當合外力和初速度的夾角大于0°小于90°時，我們可以把合外力進行分解，使其一個分力與初速度方向相同，另一個與初速度垂直。與初速度方向一致的力可以對物體運動速度大小進行改變，另一個與初速度垂直的分力可以使物體運動方向改變，使物體偏轉于物體受垂直分力作用的方向，此時物體做的是加速曲線運動。

②當合外力與初速度夾角大于90小于180°時，可以將合外力分解成一個與初速度相反，另一個與初速度垂直的力，物體運動速度的大小由和初速度相反的分力決定，物體運動方向則由與初速度垂直的分力決定，此時物體所做減速曲線運動。

③當合外力與初速度的夾角為90°時，物體此時收到與初速度垂直的力的作用，這種情況下物體相當于做圓周運動的物體，所以物體所做的是圓周運動。

④當物體受與其初速度垂直的分力一樣大小的力時，也就是物體有了做圓周運動的向心力，物體在種情況下可能做變速圓周運動。

2 單個物體和多個物體的多段運動

我們在高中物理中常常需要解決的是單個物體多段的運動問題。比如說一列火車從起點到終點中間經過三個運動的狀態問題。在我們面對這些問題時在對各個單段進行劃分時要注意整體和部分之間的關系。要注意運動過程之間交接處的等量關系。關于多個物體多段運動的問題是高中物理難點之一。在我們解決這些問題時，第一件要弄清楚的事情就是每一個物體在每一段的運動狀態，在對其中整體和部分的關系進行分析。注意不能遺漏多個物體位移和時間的等量關系，來通過建立方程解決問題。

3 結語

綜上所述，要想對物體的運動狀態進行準確的判斷，是我們學好高中物理重要的一部分內容，需要我們平時多加細心和耐心去分析解決問題，那么我們的物理成績也會得到提高。

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[2]沈慶霞.說說加速度方向與速度方向的關系[J].中學生數理化（高一），2016（Z1）.

[3]薛長慶.豎直上拋運動[J].中學生數理化（高一版），2009（02）.

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2016-11-11