巧解直线运动的六种方法一、平均速度法在匀变速直线运动中,物体在时间t内的平均速度等于物体在这段时间内的初速度v0与末速度v的算术平均值,也等于物体在t时间内中间时刻的瞬时速度,即===v。如果将这两个推论加以利用,可以使某些问题的求解更为简捷。【典例1】一辆汽车从车站以初速度为零匀加速直线开出,开出一段时间之后,司机发现一乘客未上车,便紧急刹车做匀减速运动。从启动到停止一共经历t=10s,前进了15m,在此过程中,汽车的最大速度为()A.1.5m/sB.3m/sC.4m/sD.无法确定【答案】B二、逐差法在匀变速直线运动中,第M个T时间内的位移和第N个T时间内的位移之差xM-xN=(M-N)aT2,对纸带问题用此方法尤为快捷。【典例2】一个做匀加速直线运动的质点,在开始的连续相等的两个时间间隔内,通过的位移分别为24m和64m,每一个时间间隔为4s,求质点的初速度v0和加速度a。【解析】题目中出现了连续相等的时间间隔,应优先考虑用公式Δx=aT2求解。根据题意有Δx=64m-24m=40m,T=4s由Δx=aT2可得质点的加速度为a==m/s2=2.5m/s2把前一段时间间隔内的x=24m,T=4s及a=2.5m/s2代入x=v0T+aT2解得v0=1m/s【答案】1m/s2.5m/s2三、比例法对于初速度为零的匀加速直线运动需要牢记几个推论,这几个推论都是比例关系,在处理初速度为零的匀加速直线运动时,首先考虑用比例关系求解,可以省去很多繁琐的推导或运算,简化运算。注意,这几个推论也适用于刹车等类似的减速到零的匀减速直线运动。【典例3】从静止开始做匀加速直线运动的物体,在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度之比为()A.1∶3∶5B.1∶4∶9C.1∶2∶3D.1∶∶【答案】A四、逆向思维法逆向思维法是解答物理问题的一种科学思维方法,对于某些问题,运用常规的思维方法会十分繁琐甚至解答不出,而采用逆向思维法,即把运动过程的“末态”当成“初态”反向研究问题,可使物理情景更简单,物理公式也得以简化,从而使问题易于解决,能收到事半功倍的效果。解决末速度为零的匀减速直线运动问题时可采用该法,即把它看做是初速度为零的匀加速直线运动。这样,v0=0的匀加速直线运动的位移公式、速度公式、连续相等时间内的位移比公式、连续相等位移内的时间比公式,都可以用于解决此类问题,而且十分简捷。【典例4】汽车刹车后做匀减速直线运动,经3s后停止运动,那么,在这连续的三个1s内汽车通过的位移之比为()A.1∶3∶5B.5∶3∶1C.1∶2∶3D.3∶2∶1【答案】B五、极值法有些问题用一般的分析方法求解难度较大,甚至中学阶段暂时无法求出,我们可以把研究过程推向极端情况来加以分析,往往能很快得出结论。【典例5】两个光滑斜面,斜面的总长度和高度都相等,如图1所示,两个相同的小球,同时由两个斜面顶端由静止开始释放,不计拐角处能量损失,则两球谁先到达底端图1【解析】甲斜面上的小球滑到斜面底端的时间t1很容易求出。设斜面高度为h,长度为L(L>h),斜面的倾角为θ。则由L=gtsinθ,sinθ=解得t1=乙斜面上的小球滑到斜面底端的时间很难直接计算。可将乙斜面作极端处理:先让小球竖直向下运动,然后再水平运动,易解得这种运动过程中小球运动的时间t2=+=