談物理圖像的功能重點(diǎn)

1、談物理圖像的功能一. 借助物理圖像 啟迪思維 提高能力 運(yùn)用一題多解的訓(xùn)練,對(duì)提高學(xué)生的”發(fā)散思維能力”,提高解題技能和運(yùn)算速度有很大幫助,起到比解析法更巧妙、更靈活的獨(dú)特效果。對(duì)于有些物理問題,采用物理圖像的方法求解更容易,直觀,方便，易于理解，通過數(shù)圖轉(zhuǎn)換訓(xùn)練，可以使學(xué)生得到簡(jiǎn)潔的解題思路,鍛煉學(xué)生思維。二. 借助物理圖像 闡明物理規(guī)律物理圖像能形象地表達(dá)物理規(guī)律，直觀地?cái)⑹鑫锢磉^程，鮮明地表達(dá)物理量間的依賴關(guān)系。直接表明其變化特點(diǎn)，并提供直觀清晰的物理圖景，在物理課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中常常借助物理圖像的方法，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)物理規(guī)律。用坐標(biāo)的橫軸為自變量，縱軸為因變量。利用看似”復(fù)雜無序”的數(shù)

2、據(jù)作出簡(jiǎn)潔的物理圖像，則很容易找出物理規(guī)律，既直觀又形象，增強(qiáng)知識(shí)的可接受性。 在許多情況下，由于直線圖像繪制方便，正比關(guān)系明顯，為了使獲得的圖線為一直線，往往采用將被測(cè)數(shù)據(jù)作某種變換后得數(shù)值作為變量，從而得出正比圖線。如在牛頓第二定律的教學(xué)中,我們就借助了a1/m和aF圖象的方法。三. 理解圖像含義及所提供的信息理解圖像的軸,點(diǎn),線,截,斜,面六大功能。1、軸：弄清直角坐標(biāo)系中，橫軸、縱軸代表的含義，即圖像是描述哪兩個(gè)物理量間的關(guān)系，是位移時(shí)間關(guān)系？還是速度時(shí)間關(guān)系？等等同時(shí)注意單位及標(biāo)度。2、點(diǎn)：物理圖像上的“點(diǎn)”代表某一物理狀態(tài)，要弄清圖像上任一點(diǎn)的物理意義，實(shí)質(zhì)是兩個(gè)軸所代表的物理量的

3、瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，如代表t時(shí)刻的位移x，或t時(shí)刻對(duì)應(yīng)的速度等等在圖象中我們著重要了解截距點(diǎn)、交點(diǎn)、極值點(diǎn)、拐點(diǎn)等這些特殊點(diǎn)的物理意義。3、線：圖像上的一段直線或曲線一般對(duì)應(yīng)一段物理過程，給出了縱軸代表的物理量隨橫軸代表的物理量的變化過程4、截：即縱軸截距，一般代表物理過程的初狀態(tài)情況，即時(shí)間為零時(shí)的位移或速度的值當(dāng)然，對(duì)物理圖像的全面了解，還需同學(xué)們今后慢慢體會(huì)和提高，如對(duì)矢量及標(biāo)量的正確處理分析等等5、 斜：即斜率，也往往代表另一個(gè)物理量的規(guī)律，看兩軸所代表物理量的變化之比的含義同樣可以從物理公式或單位的角度分析，如st圖像中，斜率代表速度等等6、 面：圖像和坐標(biāo)軸所夾的“面積”常與某一表示過程

4、的物理量相對(duì)應(yīng)，如能充分利用“面積”的這一特點(diǎn)來解題，不僅思路清晰，而且在很多情況下可以使解體過程得到簡(jiǎn)化，起到比解析法更巧妙、更靈活的獨(dú)特效果。如速度-時(shí)間圖像與橫軸所圍面積為物體在這段時(shí)間內(nèi)的位移;氣體壓強(qiáng)體積圖像與橫軸所圍面積就是這一過程中所做的功;力-時(shí)間圖象與橫軸所圍面積就是力在這段時(shí)間內(nèi)的沖量; 電容器充電過程所帶電荷量電壓圖象與橫軸所圍面積就是電容器中所儲(chǔ)存的電能充分利用圖象帶來的信息,是利用圖象法求解物理題的關(guān)鍵。看兩軸代表的物理量的“積”有無實(shí)際的物理意義，可以從物理公式分析，也可從單位的角度分析，如st圖像“面積”無實(shí)際意義，不予討論。四.利用物理圖像解決物理難題 在許多情

5、況下,求解某些物理習(xí)題要受到數(shù)學(xué)知識(shí)的限制,有時(shí)由于學(xué)生對(duì)物理過程的抽象概括受到思維上的限制,難以把握物理問題的實(shí)質(zhì),而采用物理圖象的方法,可以使學(xué)生找到捷徑,使物理問題易于理解。【例1】如圖1所示:質(zhì)量相同的木塊A,B用輕彈簧相連，置于光滑水平面上，開始彈簧處于自然狀態(tài)?，F(xiàn)用水平恒力F推木塊A，從開始到彈簧第一次被壓縮到最短的過程中，當(dāng)木塊速度相同時(shí),加速度aA _ aB；當(dāng)木塊加速度相同時(shí)，速度VA_VB(填“”“”“=”)【解析】A的合力是F減去彈簧的彈力，而B的合力只有彈力。彈力是變力，隨壓縮量的增加而增大。所以，剛開始A是加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，B是加速度增加的加速運(yùn)動(dòng)。我們用公式分析

6、會(huì)覺得這個(gè)題目很難解，而且很容易出錯(cuò)。但我們?nèi)舭袮、B的運(yùn)動(dòng)情況用vt圖象（如圖2）來表示，則答案就一目了然了。在t2時(shí)A和B速度相等，但那一點(diǎn)切線的斜率B大A小，所以aAaB，B正確，而當(dāng)t=t1時(shí)，斜率一樣，但VAVB，所以D也正確?！纠?】如圖所示，兩相同的小球同時(shí)沿甲乙兩光滑的圓弧形軌道滑下，甲乙軌道的長(zhǎng)度相等，問它們誰先落下？ 【解析】?jī)汕蛳侣鋾r(shí)都做非勻變速運(yùn)動(dòng)，因此，我們很難從公式入手來判斷誰下落的快。但借助于v圖象就能迎忍而解。兩球的初速均為零，有機(jī)械能守恒可知末速大小相等設(shè)為v0，因m1的加速度由大變小，m2的加速度由小變大。故作出它們各自的v圖象如圖所示。圖線1的斜率由大變小

7、，圖線2的斜率由小變大。但由于路程相等，故圖線下面的“面積”應(yīng)相等，顯然必有t1t2。【例3】如圖所示,質(zhì)量為2M上表面粗糙的長(zhǎng)木板靜止放在光滑的水平面上,一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以水平速度V0由木板的左端恰能滑至木板的右端與木板相對(duì)靜止, 滑塊運(yùn)動(dòng)中所受摩擦力始終不變.現(xiàn)將木板分成長(zhǎng)度與質(zhì)量均相等的兩段后緊挨著仍放在這水平面上,讓小滑塊仍以相同的水平速度V0由木板的左端開始滑上木板,則下列說法正確的是: V0 圖5A. 滑塊仍能滑到木板的右端與木板相對(duì)靜止;B. 滑塊滑過木板的右端后飛離木板;C. 滑塊滑到木板的右端前就與木板保持相對(duì)靜止;D. 以上答案均有可能。V0V21t0【解析

8、】此題用動(dòng)能定理及動(dòng)量守恒定律求解步驟繁瑣,難度較大. 而采用圖v-t圖的方法求解, 就突出了圖像法的直觀,簡(jiǎn)捷,易于理解的優(yōu)點(diǎn). 由題意滑塊在木板做初速度為V0的勻減速運(yùn)動(dòng),木板做初速度為0的勻加速運(yùn)動(dòng), 木板分成兩段后, 滑塊滑上第二塊木板時(shí),兩塊木板分離, 由于第二塊木板所受的摩擦力不變,所以加速度變大. 即圖像中的2所示.得出這種情況下滑塊與木板的相對(duì)位移小.故滑塊滑到木板的右端前就與木板保持相對(duì)靜止.C正確.【例4】如圖所示，在光滑的水平面上，有豎直向下（垂直紙面向里）的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在寬度為s的區(qū)域內(nèi)，一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)（L<s）的正方形閉合線圈以初速度v0垂直磁場(chǎng)的邊界穿過磁場(chǎng)后速

9、度變?yōu)関，設(shè)線圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v，則（ ）A、v> B、v=C、v< D、 A、C均有可能，B不可能【解析】線圈在進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，穿過它的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，受安培力作用，而且隨著速度減小，安培力逐漸減小，線圈做變減速運(yùn)動(dòng)；線圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)后，不再有感應(yīng)電流，做勻速運(yùn)動(dòng)；在線圈離開磁場(chǎng)的過程中，又做變減速運(yùn)動(dòng)，可以做出Vt圖像如圖所示，由于線圈長(zhǎng)度一定，圖中兩條曲線和時(shí)間軸所圍的“面積”是相等的，而其它關(guān)系則不能確定。用牛頓定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、能量關(guān)系都不能解決此題，故考慮采用動(dòng)量定理，線圈運(yùn)動(dòng)過程中只受安培力F=BIL=B2L2V/R由此可以看出，F(xiàn)與v的變化規(guī)律相對(duì)應(yīng)。即Ft圖應(yīng)與Vt圖一致，因此F圖