陳國松
從貴陽開往都勻的K9502次列車,中途要??抠F定南站,在運行時有時快,也有時慢;一個人從家到學校,中間有時遇見熟人聊天還要休息一會兒,速度也不同。在日常生活中,我們會遇到許多類似的情況。這些運動都是變速的。為了描述物體做變速運動的快慢程度,物理學中運用了平均速度這一個概念。一個做變速運動的物體,如果它在時間t通過的路程是S,他在這段路程內(nèi)(或這段時間內(nèi))的平均速度用公式“”表示,這個公式看起來很簡單,同學們知道S=Vt和(路程=速度×時間,時間=路程÷速度,速度=路程÷時間)并背的滾瓜爛熟。但是,一些同學在解答有關(guān)平均速度的這類問題時,非常容易出錯。例:一輛汽車在平直的公路上從A地開往B地,前半段路程的平均速度為60千米/小時,后半段路程的平均速度是30千米/小時。求這輛汽車從A地道B地的平均速度是多少?
關(guān)于這道題目,很多同學這樣認為:既然是求平均速度,而且題目中又給出了前半段的平均速度是60千米/小時和后半段的平均速度是30千米/小時。那么用這個式子
這樣不就解決了嗎?看起來這些同學想得也有點道理,其實這樣的解法是大錯特錯。這樣求就變成了只是求“速度的平均”,而不是“平均速度”了。是計算平均速度的特殊式,應用它是要滿足一定的條件的。我們知道,平均速度的定義是它具有普遍的意義。下面我們就看看在什么情況下才符合平均速度的定義式。
,由此可見,只有當t1=t2=t0時,才有。因此上面的解題中,汽車通過前半段路程所用的時間是(小時),
通過后半段路程所用的時間是 (小時)。
t1≠t2,所以用解上題是不正確的。正確的解法應該是
。求平均速度要特別注意用總的路程除以總的時間,而總的時間包括中途停頓的時間。我們在來看這個例子可以用不同的解法來求:
例2.汽車沿平直的公路上由甲地開往乙地,在前半程中的速度是10m/s,在后半程中的速度是15m/s,則汽車在整個路程中的平均速度是——m/s。
解法一:令全程的路程為sm,那么前半程的路程為s1=s,后半程的路程s2=s,則汽車在整個路程中的平均速度
解法二;令前半程的路程為s1,則后半程的路程s2=s1,全程的路程為s=2s1,則汽車在整個路程中的平均速度
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解法三:令后半程的路程為s2=60m,則前半程的路程s1=60m,整個路程為s=120m,整個路程的平均速度
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解法四:令前半程的路程為單位“1”,則后半程的路程也為單位“1”,則全程的路程為單位“2”,整個路程的平均速度
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由于此題缺少數(shù)據(jù),以上的解法都采取了分別給全程路程、前、后半路程取字母或取單位“1”,或取特殊值使題目得解,都是可以的。
例3.甲和乙兩位女同學比賽50米短跑,甲跑的快,跑完50米到達終點時,乙才跑了40米。甲說我們再跑一次,這次你落后了10米,下次我從起跑線后退10米,我們還按這回的速度跑。我多跑10米,你和我就可以同時到達終點了。
乙同意后兩人又跑了一次,結(jié)果還是甲先到達終點.這是為什么?
答:因為,盡管甲從起跑線后退10米,開賽后甲跑的快,在相同的時間內(nèi)甲跑完50米,乙跑完40米,最后每人還要各跑10米。這是一次10米短跑賽,甲跑得快,最后甲還是要先到達中點。
關(guān)于平均速度的計算題會意不同類型的形式出現(xiàn),但同學們一定要注意分清楚路程、速度與時間之間的關(guān)系,再進行解答。
參考資料:
郝本瑞 傅權(quán)《怎樣學好物理——初中生學習方法指導叢書》知識出版社 1987年3月