高中物理解题｜从基本定理出发

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物理试题：作匀加速直线运动的列车出站时，车头经过站台时的速度为1m/s，车尾经过站台的速度为7m/s，则车身的中部经过站台的速度为

A．3.5m/s

B．4.0m/s

C．5m/s

D．5.5m/s

还是这道题目。现在假设你是高一（下），学过了做功。那么有一个重要的定理，动能定理：E?－E? = W，也就是物体动能的改变等于外力对它所做的功。所以，我们就从这个定理出发来解题。

假设火车的长度为 S（在上一篇中，我是假设为2S，主要是为了简化方程式），那么题目的意思就是：火车头经过站台时速度是 Vο=1m/s，火车头驶出站外 S/2 处速度是V?，火车头驶出站外 S 处速度是 V?=7m/s。火车做匀加速运动，所以它的合外力是恒定的，设为 F，根据动能定理，列出以下方程：

1/2·MV?2－1/2·MVο2 = F·?·S ··········?

1/2·MV?2－1/2·MV?2 = F·?·S ··········?

将以上两式相减，约去M，

得出：V?2 －2V?2 ＋Vο2= 0

代入数据，72 - 2V?2+12 = 0，解得V? = 5

你还可以将两式相加，得到：

V?2 - Vο2 = 2FS/M =2aS

你看，这就是你高一（上）学到的公式！实际上它只是动能定理的一个特例（匀变速），那么你只需要记住动能定理就可以了。毕竟，有物理含义的公式比较好记，更有助于提高物理成绩。