例析交通情境類問題常見題型分類及思路

情境問題是近年高考物理的命題趨勢之一.結合生活中的具體事物或事件來設計物理問題，不僅強化了實際生活和理論知識之間的聯系，還能提高學生的綜合能力與學科素養，以交通出行情境為例，以交通工具和交通安全為情境載體，能幫助學生厘清知識點，提高解題效率.

1交通工具類情境問題

交通工具包括汽車、高鐵、自行車等，以其為情境載體的問題通常與追及相遇、功率、速度、位移、功能關系等知識點相關.

例1假設一輛質量為 m=1.6×10³kg 的純電動汽車沿平直的公路從靜止開始啟動，汽車啟動后的速度記為 v ，牽引力大小記為 F F圖像如圖1所示， v_m 表示最大速度， ab 平行于 v 軸， bc 反向延長線過原點，已知汽車運動過程中受到的阻力大小恒定， bc 段汽車運動時間為 8s ，下列說法正確的是

（A）汽車所受阻力為 5000N (B)汽車從 a 到 b 持續勻加速的時間為32s.(C)汽車能夠獲得的最大速度為 12.5m/s (D）汽車從 b 到 Ψ_c 過程中運動的位移為 88.75m

圖1

分析本題創設電動汽車情境，結合 圖像，考查力學、速度和位移知識點，通過分析圖像并列式，可推斷選項的正確與否.

解在 Ψ_c 點，有 P_so=F_minv_m=fv_m ，

根據圖像可得 f=F_min=4×10³N ，選項（A）錯誤；

在 b 點，由圖可知牽引力與速度分別為 F₀=5× 10³N，v₀=10m/s ，根據 F-f=ma，v=at ，可得汽車從 a 到 b 持續加速的時間為 t=16s ，選項(B)錯誤；

根據 P=Fv ，整理得 反向延長線過原點 O ，可知該過程保持額定功率恒定，在 b 點有P_si=Fv=5×10⁴W ，汽車能夠獲得的最大速度為 ，選項(C)正確；

bc 段汽車功率不變，汽車做加速度減小的加速運動，根據動能定理有 聯立解得 l=88.75m ，選項(D）正確.

綜上，正確選項為(C)(D).

例2某型號新能源汽車在平直公路上進行加速、剎車測試，汽車由靜止開始運動，整個過程的a-t 圖像如圖2所示，已知該汽車（含試駕員）的總質量為 2500kg ，行駛過程中汽車所受地面的阻力恒為車重的0.1倍，重力加速度 g=10m/s² ，關于該過程，下列說法正確的是（ ）

(A)4s后汽車由牽引力變為制動力.(B)汽車提供牽引力的最大值為 7500N (C)汽車行駛速度的最大值為 12m/s （D）汽車克服阻力做的功為60000J.

圖2

圖3

分析本題以電動汽車為載體，聯合 a-t 圖像進行考查，需要按時間階段分析汽車的運動情況和受力情況，繼而對選項做出分析判斷.

解對汽車，由牛頓第二定律有 ∣F-f∣= ma，其中 f=2500N ，則4s后當汽車的加速度小于1m/s² 時，汽車仍然提供牽引力，選項（A）錯誤；

由圖像可知，汽車加速階段加速度最大時，牽引力最大，有 F_m-f=ma_m ，可得 F_m=10000N ，選項(B）錯誤；

汽車由靜止出發，結合圖像可知，4s末汽車的速度最大 at =6m/s，選項(C）錯誤；

根據 a-t 圖像可得， 0-4s 內，汽車速度大小隨時間變化的關系式為 內汽車速度大小隨時間的變化關系式為 作出汽車 0-8s 內運動的v-t 圖像，如圖3所示，圖中兩部分陰影面積相加為總位移，即 Δx=24m ，可得 W=fs=60000J ，選項(D）正確.

綜上，正確答案為選項(D).

2交通運行類情境問題

交通運行類情境問題通常和剎車、加速或追及相遇等知識點相關，這類問題一般要分析情境中的運動情況和動態過程.解答時，需考慮實際安全情況，再列式解答.

例3如圖4所示，公交車做勻減速直線運動，連續經過 A，B，C 三點， BC 段距離是 AB 段距離的兩倍，AB段的平均速度為 10m/s，BC 段的平均速度為 5m/s ，求公交車經過 c 點的瞬時速度.

圖4

分析首先簡化情境，得到公交車做勻減速直線運動，結合平均速度的定義及勻變速直線運動的速度一位移公式聯立求解.

解假設AB段距離為 L，BC 段距離為 2L ，則有 v_B²-v_A²=2aL ，

（204 v_C²-v_B²=4aL ，

由 ，

聯立解得 v_c=1m/s 業

3結語

上述例題分別針對交通情境類問題進行分析和歸類，其中交通工具類和交通運行類情境問題具有不同的特點，學生需要關注生活情境，通過分析情境，建構物理模型，從而發展科學思維能力，提高學科核心素養.

參考文獻：

[1]普殿彬.高中物理情境類習題教學策略研究[D].蘭州：西北師范大學，2022.

[2]曾蓮娟.高中物理情境習題的編制研究[D].福州：福建師范大學，2022.