流程化思維巧解高中物理平拋運動問題

【摘要】本文針對高中物理中的平拋運動題型，提出一種基于流程化思維的通用解題策略.平拋運動作為典型的曲線運動，涉及運動學中多個物理量在水平方向和豎直方向的復雜組合應用.在實際題型中，條件和運動學量的變化多端，給學生帶來一定的困難.面對這一情況，本文提出通過流程化解題思維建立清晰的物理模型，將復雜的平拋運動題型簡化為標準的步驟流程，從而輕松解決不同情境下的平拋運動問題.

【關鍵詞】流程化思維；高中物理；平拋運動

1 引言

平拋運動是高中物理中的典型曲線運動之一，它綜合了水平方向的勻速直線運動和豎直方向的勻加速運動這兩個互相獨立的運動.在實際情況中，平拋運動的題型和條件變化多端，給不少學生帶來一定的困難.但是，如果能利用流程化思維將這類題型簡化成標準流程，就能夠輕松應對各種復雜的平拋運動問題.

2 平拋運動解題的創新流程化思維

平拋運動題型的多樣性體現在多個方面：一是所問物理量的不同，可能涉及速度、加速度、位移、時間等運動學中的基本物理量；二是運動方向的不同，水平方向和豎直方向運動遵循不同的運動規律；三是運動條件的不同，初速度、角度、位移可能都不同；四是可能涉及多個平拋物體的比較.

面對如此復雜多變的題型，需要通過流程化思維建立清晰的物理模型.首先分解運動為水平運動和豎直運動；然后根據運動條件確定已知物理量，分析所求物理量與已知物理量的關系，確定運用的運動規律；最后代入已知數據求解，將題目中的信息簡化成流程（圖1）.通過建立通用的流程化解題策略，就能夠有條不紊地分析問題，有效避免因題型變化而誤解或漏解.在復雜條件下，這種流程化思維尤為重要，在面對不同情境時都能夠應對自如，最終獲得解題的能力．

3 平拋運動的基本問題

例1 某地發生地震，救災直升機在距離水平地面高度h處，以速度v0水平勻速飛行并釋放一包救災物資，不計空氣阻力，重力加速度為g．

（1）求救災物資釋放點到落地點的水平距離x；

（2）求救災物資落地時的速度大小v.

解析 本題為平拋運動問題.解題需運用流程化思維，根據問題判斷運動方向，選擇恰當的公式.

第（1）問水平位移問題，應用x=v0t；又因已知豎直位移h，可以通過h=12gt2，求得x=v02hg.

第（2）問末速度屬于兩個方向問題.水平方向為勻速運動，vx=v0.豎直方向為自由落體運動，已知位移h，所以vy=2gh，v=v02+vy2=v02+2gh.

4 兩平拋運動的比較

例2 如圖2所示，x軸在水平面內，y軸沿豎直方向．圖中畫出了從y軸上沿x軸正向拋出的三個小球a、b、c的運動軌跡，其中b和c是從同一點拋出的，不計空氣阻力，則（ ）

（A）a的飛行時間比b長.

（B）b和c的飛行時間相同.

（C）a的水平速度比b小.

（D）b的初速度比c大.

解析 采用流程化思維下的流程化策略，問飛行時間可根據豎直方向條件計算，故（B）選項正確；水平速度和初速度屬于同一速度，根據流程化策略應采用水平方向規律計算該速度.分析可知：a，b水平位移相比，a運動時間更短而水平位移更長，所以a的水平速度大于b，故（A）（C）選項錯誤；b，c運動時間相等，而b水平位移大于c，所以b的水平速度（即初速度）大于c，故（D）選項正確．

5 平拋運動的臨界問題

例3 如圖3所示，小球A、B分別從2l和l的高度水平拋出后落地，上述過程中A、B的水平位移分別為l和2l．忽略空氣阻力，那么（ ）

（A）A和B的位移大小相等.

（B）A運動時間是B的2倍.

（C）A的初速度是B的12.

（D）A的末速度比B的大.

解析 本題涉及兩個拋物線運動的小球，它們的拋出高度和水平位移不同.遇到這種情況應對每個小球分別建立物理模型分析.

（A）選項求位移，根據流程化策略，位移屬于兩個方向的問題.題目已分別給出每個小球的水平位移和豎直位移，直接應用s=x2+y2公式計算，sA=l2+（2l）2以及sB=（2l）2+l2得出（A）選項正確.（B）選項求時間，時間屬于任一方向的問題.但由于僅有位移信息不足以解題，只能通過豎直方向的自由落體運動確定時間，有2l=12gt2A，l=12gt2B，所以tAtB=2，（B）選項錯誤.（C）選項求初速度，屬于水平方向問題，用v0=st計算，得到vxA=ltA=gl2，vxB=2ltB=2gl，vxAvxB=24，（C）選項錯誤.（D）選項求末速度，屬于兩個方向的問題.聯合（C）選項得到的水平速度結果，并利用豎直方向條件計算豎直速度，最終求得vA=17gl2，vB=16gl2，（D）選項正確.

6 結語

本文運用流程化思維提出了平拋運動通用的流程化解題策略.這種方法可以簡化復雜題型，建立清晰的解題流程，有效分析不同情境，最終順利解題.流程化思維不僅可應用于平拋運動，也可推廣到其他物理題型，拓展學生的思維方式，提高解題能力.通過流程化和標準化來指導學生的解題思維，可以減少受條件變化的困擾，增強分析和求解的能力.因此，流程化思維的應用為學生提供了一種通用的解決實際物理問題的思路，拓展了其應對未知情況的能力，這對于學習物理方法論也具有一定的指導意義.

參考文獻：

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