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1、高中物理要重視圖形和圖象的教學(xué)第1頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)。但就其表述形式而言,物理學(xué)是一門(mén)定量科學(xué)。各種事物之間的相互作用規(guī)律,重要的方面是用代數(shù)形式表述的,在研究和求解、推理的過(guò)程中,一般都是以代數(shù)式的恒等變換、邏輯推理求得最終的結(jié)果的. 第2頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 另一方面,人們?cè)谘芯拷鉀Q實(shí)際問(wèn)題時(shí)往往還借助其他的一些方法,利用圖形圖象來(lái)分析解決問(wèn)題,也是人們經(jīng)常采用的方法之一. 物理圖形和圖象是一種特殊且形象的語(yǔ)言和工具。它運(yùn)用數(shù)和形的巧妙結(jié)合,恰當(dāng)?shù)乇磉_(dá)各種現(xiàn)象的物理過(guò)程和物理規(guī)律。 第3
2、頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 物理圖形和圖象的特點(diǎn)是簡(jiǎn)明、清晰、形象直觀、動(dòng)態(tài)過(guò)程清楚、使物理量之間的函數(shù)關(guān)系更加明確,利用它可以避免復(fù)雜的運(yùn)算過(guò)程,還可以恰當(dāng)?shù)乇硎居谜Z(yǔ)言難以表達(dá)的內(nèi)含,所以物理圖象是處理物理問(wèn)題的重要手段,也是培養(yǎng)學(xué)生能力的很好的切入點(diǎn)。第4頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 翻閱,對(duì)學(xué)生就明確的提出了應(yīng)達(dá)到的五個(gè)能力(理解.推理.分析綜合.應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題,實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,其中在應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題的能力中有這樣的要求: 必要時(shí)能運(yùn)用幾何圖形、函數(shù)圖象進(jìn)行表達(dá)、分析。 統(tǒng)計(jì)2006年到2008年全國(guó)高考一卷中涉及與
3、圖形和圖象有關(guān)的題目如下表:第5頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四高考時(shí)間試卷題號(hào)考察的知識(shí)版塊圖形題圖象題分值1002006年全國(guó)卷17濾速器(電場(chǎng)與磁場(chǎng)關(guān)系圖形62006年全國(guó)卷19受迫振動(dòng)圖形y-t圖象62006年全國(guó)卷21用電磁感應(yīng)求電量圖形62006年全國(guó)卷22(1)用雙縫干涉測(cè)波長(zhǎng)圖形172006年全國(guó)卷22(2)測(cè)伏特表的內(nèi)阻畫(huà)圖形2006年全國(guó)卷23聲音在云層上的反射和直線傳播畫(huà)圖形162006年全國(guó)卷24煤塊在水平傳送帶上的畫(huà)痕用v-t圖象解決192006年全國(guó)卷25帶電粒子在電場(chǎng)和重力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)實(shí)物圖20第6頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,
4、10點(diǎn)14分,星期四2007年全國(guó)卷15波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象的關(guān)系Y-x圖象x-t圖象61102007年全國(guó)卷16氣體的壓力和壓強(qiáng)的微觀決定要素實(shí)物圖62007年全國(guó)卷17光的全反射實(shí)物圖62007年全國(guó)卷18動(dòng)量定理(F/mg)-t62007年全國(guó)卷19躍遷時(shí)的光輻射能級(jí)圖62007年全國(guó)卷20勻強(qiáng)電場(chǎng)能的性質(zhì)電勢(shì)圖6第7頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四2007年全國(guó)卷21電磁感應(yīng)實(shí)物圖I-t圖62007年全國(guó)卷22(1)示波器的使用實(shí)物圖波形圖172007年全國(guó)卷22(2)碰撞中的動(dòng)量守恒過(guò)程圖2007年全國(guó)卷23運(yùn)動(dòng)員在接力區(qū)的追擊問(wèn)題可用v-t152007年全
5、國(guó)卷24彈性碰撞和機(jī)械能守恒實(shí)物圖182007年全國(guó)卷25帶電粒子在有屆磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).實(shí)物圖18第8頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四2008年全國(guó)卷14平拋運(yùn)動(dòng)圖形6822008年全國(guó)卷15牛頓第二定律圖形62008年全國(guó)卷16波動(dòng)圖象的特點(diǎn)Y-X圖象62008年全國(guó)卷20電磁感應(yīng)圖形B-t圖I-t圖62008年全國(guó)卷22驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律圖形182008年全國(guó)卷22電表的改裝電路圖2008年全國(guó)卷24功能關(guān)系和動(dòng)量守恒狀態(tài)圖182008年全國(guó)卷25帶電粒子在有界電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)圖形22第9頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 通過(guò)上述統(tǒng)計(jì)知,
6、高考中利用圖形和圖象問(wèn)題的解題約在物理總分中占有百分之七十左右的比例,在教學(xué)過(guò)程中和高考前的復(fù)習(xí)階段,重視圖形和圖象問(wèn)題的分析和復(fù)習(xí)是非常重要的.日常教學(xué)和高考總復(fù)習(xí)的過(guò)程中要重視圖形和圖象在學(xué)生認(rèn)知過(guò)程中的重要意義,有計(jì)劃的引導(dǎo)學(xué)生識(shí)圖.畫(huà)圖,用圖形和圖象分析比較抽象的物理概念的意義.對(duì)解決高考中的部分問(wèn)題有很大的幫助.第10頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四一.圖形的建立與應(yīng)用 教師在教學(xué)中根據(jù)教學(xué)需要和問(wèn)題所描述的情景常畫(huà)簡(jiǎn)略圖形,可以協(xié)助學(xué)生理解物理概念和物理過(guò)程,進(jìn)一步明確已知的物理量和要求解的問(wèn)題,有利于找出求解的問(wèn)題與已知量之間的關(guān)系,使解題思路更加清晰
7、.第11頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四1概念圖 當(dāng)學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)增多時(shí),學(xué)生就很容易記錯(cuò)、記混有關(guān)的概念。而概念圖是呈現(xiàn)概念或信息之間相互聯(lián)系的一種簡(jiǎn)明便利的圖示,是由節(jié)點(diǎn)和連線組成的一系列概念的結(jié)構(gòu)化的表征??梢允顾鶎W(xué)的內(nèi)容化繁為簡(jiǎn),重點(diǎn)突出,脈絡(luò)分明,便于學(xué)生進(jìn)行分析、比較、綜合、概括;可以不斷地把分散的概念系統(tǒng)化,不斷地把新概念納入舊概念的系統(tǒng)中,逐步在頭腦中建立一個(gè)清晰的概念系統(tǒng),第12頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四例1.幾何光學(xué)中概念和規(guī)律之間的關(guān)系:第13頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四2維恩圖
8、是另一種用于顯示事物異同點(diǎn)的畫(huà)圖方法。它由兩個(gè)或兩個(gè)以上互相部分重合的圓組成。每一個(gè)圓代表一個(gè)特定的概念和觀點(diǎn)。概念之間的共同特征(相似點(diǎn))寫(xiě)在兩個(gè)圓重疊的區(qū)域內(nèi).獨(dú)有的特征(不同點(diǎn))則寫(xiě)在相應(yīng)的圓中重疊區(qū)域之外的部分。 例2.如圖:多功能電表的異同點(diǎn) 第14頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四第15頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 3.狀態(tài)過(guò)程圖. 它是將一個(gè)較為復(fù)雜抽象的過(guò)程或狀態(tài)用比較簡(jiǎn)明的幾個(gè)線條,簡(jiǎn)單的構(gòu)圖較為清晰的表示出來(lái)的一種方法. 如電場(chǎng)線,磁感線. 光線. 受力圖,運(yùn)動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)圖等. 將圖與物理過(guò)程結(jié)合進(jìn)行分析使物理問(wèn)題順利解
9、決的有效途徑. 例3:2008年全國(guó)高考卷(江蘇)12題 C(選修模塊35) (1)下列實(shí)驗(yàn)中,深入地揭示了光的粒子性一面的有 第16頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四第17頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四(1)A為康普頓散射 B為光電效應(yīng),康普頓散射和光電效應(yīng)都深入揭示了光的粒子性; D為光的折射,揭示了氫原子能級(jí)的不連續(xù); C為 粒子散射,不是光子,揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。點(diǎn)評(píng):題目將學(xué)生所學(xué)過(guò)的知識(shí),通過(guò)圖形來(lái)展示出來(lái)分析,突現(xiàn)了圖形的重要性.第18頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 例4. 物體m放在粗糙
10、的斜面上保持靜止,現(xiàn)用水平力F推物體m,在力F由零逐漸增加而物體m仍靜止的過(guò)程中,物體m所受的(A) 靜摩擦力逐漸減小到零(B) 靜摩擦力的方向可能改變(C)合外力逐漸增大(D)斜面支持力增大答案B、D第19頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四可以用受力平衡時(shí)合理為零分析:如圖 由數(shù)學(xué)的角度分析,比較嚴(yán)密,邏輯性強(qiáng),但對(duì)初學(xué)矢量合成的學(xué)生來(lái)說(shuō),比較難接受. 我們可以換一個(gè)角度,由矢量運(yùn)算的多邊形定則分析,學(xué)生接受起來(lái)會(huì)更好些.第20頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 不受水平推力時(shí):物體受三個(gè)力而平衡.三個(gè)力的圖示順次構(gòu)成封閉的三角形.mgF1
11、f 當(dāng)有水平推力但水平推力比較小時(shí),畫(huà)物體受力平衡的多邊形,如圖.FmgF1f 當(dāng)水平推力適當(dāng)時(shí),畫(huà)出的圖使mg,F和F1構(gòu)成一個(gè)封閉三角形時(shí),摩擦力為零,F1mgF 當(dāng)水平推力摩擦力的方向變?yōu)橄蛳?并隨F的增加而增大.mgFF1f點(diǎn)評(píng):用矢量圖表示摩擦力的變化,形象直觀.第21頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四例5:2007年全國(guó)高考卷23(15分)甲乙兩運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練交接棒的過(guò)程中發(fā)現(xiàn):甲經(jīng)短距離加速后能保持9m/s的速度跑完全程;乙從起跑后到接棒前的運(yùn)動(dòng)是勻加速的,為了確定乙起跑的時(shí)機(jī),需在接力區(qū)前適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置標(biāo)記,在某次練習(xí)中,甲在接力區(qū)前S0=13.5 m處
12、作了標(biāo)記,并以V=9 m/s的速度跑到此標(biāo)記時(shí)向乙發(fā)出起跑口令,乙在接力區(qū)的前端聽(tīng)到口令時(shí)起跑,并恰好在速度達(dá)到與甲相同時(shí)被甲追上,完成交接棒,已知接力區(qū)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=20m。求:(1)此次練習(xí)中乙在接棒前的加速度a。(2)在完成交接棒時(shí)乙離接力區(qū)末端的距離。第22頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四解:畫(huà)出追擊過(guò)程簡(jiǎn)圖,則問(wèn)題不難分析:(1)在甲發(fā)出口令后,甲乙達(dá)到共同速度所用時(shí)間為設(shè)在這段時(shí)間內(nèi)甲、乙的位移分別為S1和S2,則第23頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四S1=Vt S1=S2+S0 聯(lián)立、式解得a=3m/s2 第24頁(yè),共119頁(yè)
13、,2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 S2=13.5m 完成交接棒時(shí),乙與接力區(qū)末端的距離為 LS2=6.5m (2)在這段時(shí)間內(nèi),乙在接力區(qū)的位移為第25頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四4.幾何圖形例6.2008年全國(guó)高考卷25(20分) 我國(guó)發(fā)射的“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星沿近似于圓形軌道繞月飛行。為了獲得月球表面全貌的信息,讓衛(wèi)星軌道平面緩慢變化。衛(wèi)星將獲得的信息持續(xù)用微波信號(hào)發(fā)回地球。設(shè)地球和月球的質(zhì)量分別為M和m,地球和月球的半徑分別為R和R1,月球繞地球的軌道半徑和衛(wèi)星繞月球的軌道半徑分別為r和r1,月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T(mén)。假定在衛(wèi)星繞月運(yùn)行的一個(gè)
14、周期內(nèi)衛(wèi)星軌道平面與地月連心線共面,求在該周期內(nèi)衛(wèi)星發(fā)射的微波信號(hào)因月球遮擋而不能到達(dá)地球的時(shí)間(用M、m、R、R1、r、r1和T表示,忽略月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)遮擋時(shí)間的影響)。第26頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四解:首先畫(huà)出地球,月球和月球衛(wèi)星之間的大約幾何關(guān)系圖如下圖所示: 設(shè)O和O分別表示地球和月球的中心在衛(wèi)星軌道平面上,A是地月連心線OO與地月球表面的公切線ACD的交點(diǎn),D、C和B分別是該公切線與地球表面、月球表面和衛(wèi)星軌道的交點(diǎn)過(guò)A點(diǎn)在另一側(cè)作地月球面的公切線,交衛(wèi)星軌道于E點(diǎn)衛(wèi)星在圓弧BE上運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)出的信號(hào)被遮擋第27頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日
15、,10點(diǎn)14分,星期四 解:設(shè)探月衛(wèi)星的質(zhì)量為m0,萬(wàn)有引力常量為G,根據(jù)萬(wàn)有引力定律有: 式中,T1表示探月衛(wèi)星繞月球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期由以上兩式可得: 第28頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四做輔助線確定衛(wèi)星被遮擋過(guò)程中繞月球轉(zhuǎn)過(guò)的角度.設(shè)衛(wèi)星的微波信號(hào)被遮擋的時(shí)間為t,則由于衛(wèi)星繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),遮擋時(shí)間與衛(wèi)星轉(zhuǎn)過(guò)的角度成正比,應(yīng)有:第29頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四由幾何關(guān)系得: 由得: 第30頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 例7.根據(jù)物體由豎直圓弧的頂點(diǎn)沿光滑的弦運(yùn)動(dòng)到圓周上的時(shí)間相等的時(shí)間的特性,可
16、以畫(huà)圖分析有關(guān)與運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短的問(wèn)題. 或根據(jù)物體由豎直圓弧的圓周沿光滑的弦運(yùn)動(dòng)到圓周上最底點(diǎn)的時(shí)間相等的時(shí)間的特性,可以畫(huà)圖分析有關(guān)與運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短的問(wèn)題.第31頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 如修建房屋時(shí)屋頂與水平方向之間的夾角為多大是雨水沿屋頂流下的時(shí)間為最短(忽略一切阻力) 除用牛頓運(yùn)動(dòng)定律計(jì)算外,可以用作圖法進(jìn)行分析.第32頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 小球沿豎直面內(nèi)光滑的矩形管子有頂端下滑到底端的過(guò)程中,所用時(shí)間長(zhǎng)短的比較.第33頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 由斜面上方的定點(diǎn)A,向斜面修一個(gè)光
17、滑的斜槽直軌道,使到達(dá)斜面的時(shí)間為最短,求斜槽與豎直方向之間的夾角為多少?第34頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四二.圖象的建立與應(yīng)用1.教會(huì)學(xué)生作好圖象建立坐標(biāo)系 描繪圖線時(shí),一般以橫坐標(biāo)代表自變量,以縱坐標(biāo)代表因變量,在軸的末端箭頭旁注明代表的物理量及單位。例如,要描繪勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖象,即以時(shí)間為橫坐標(biāo),以瞬時(shí)速度為縱坐標(biāo),在縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的末端箭頭旁分別標(biāo)注V/m.s1(如下圖)第35頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù),選取適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸的標(biāo)度 標(biāo)度即每格所代表的量,使橫軸與縱軸的全長(zhǎng)(表示數(shù)軸的最大值)接近相等,圖
18、線大約分布在以坐標(biāo)原點(diǎn)為頂點(diǎn),以橫坐標(biāo)為一條邊的400到600角之間,并盡可能使最小分度與測(cè)量的準(zhǔn)確程度相一致。 第36頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 當(dāng)圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí),坐標(biāo)原點(diǎn)可以不從零開(kāi)始,這樣可以使圖線分布勻稱. 如高中物理課本中測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中,縱軸表示路端電壓,橫坐標(biāo)表示電路中的電流,通??v軸不從0值開(kāi)始,這樣作出的圖象更勻稱,不影響表達(dá)物理規(guī)律。第37頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四描點(diǎn)與連線 依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用削尖的鉛筆在圖上描點(diǎn),用“”或“”符號(hào)標(biāo)明。描線應(yīng)該用直尺或曲線板,描出的線應(yīng)該是光滑的直線或曲線。
19、因?yàn)闇y(cè)量值有一定的誤差,圖線不通過(guò)全部點(diǎn)是正?,F(xiàn)象,連線時(shí)應(yīng)盡量使圖線通過(guò)或接近數(shù)據(jù)點(diǎn),個(gè)別嚴(yán)重偏離的點(diǎn)應(yīng)舍棄,連線的原則是盡量使所描點(diǎn)均勻地分布在圖線兩側(cè)。第38頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四2.教會(huì)學(xué)生識(shí)圖。 看清物理圖象,并從圖象中獲取有用信息是學(xué)生學(xué)習(xí)中的難點(diǎn),因此在圖象教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生形成特定的思維習(xí)慣,形成一定的識(shí)圖方法,從而保證讀圖中不出錯(cuò),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):第39頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 看坐標(biāo)軸: 首先看清兩個(gè)坐標(biāo)軸表示什么物理量,單位是什么。 學(xué)生初學(xué)時(shí),經(jīng)??床磺遄鴺?biāo)軸表示的物理量,常把s-t圖象當(dāng)作v-t圖
20、象,把a(bǔ)-t圖象看成v-t圖象等,一但出現(xiàn)這樣的錯(cuò)誤,后面的所有環(huán)節(jié)都出錯(cuò),故應(yīng)反復(fù)強(qiáng)調(diào)識(shí)圖時(shí),先看坐標(biāo)軸。平時(shí)可加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練。第40頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 例8. 將物體以一定的初速度豎直上拋若不計(jì)空氣阻力,從拋出到落回原地的整個(gè)過(guò)程中,下列四個(gè)圖線中正確的是 ( )Ep=mgh=mg (v0 t - 1/2 gt2 ) B C p=mv=m(v0 -gt) Ek= Ek0 - mghABCD動(dòng)量大小動(dòng)量大小勢(shì)能時(shí)間 時(shí)間 高度 高度0000動(dòng)能點(diǎn)評(píng):看圖注意橫縱坐標(biāo)表示的物理量是什么第41頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四
21、 例9.北京2007年理科綜合21題(2)某同學(xué)用圖2 所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)步驟如下:a安裝好實(shí)驗(yàn)器材。b接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運(yùn)動(dòng),重復(fù)幾次。選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶,舍去開(kāi)始密集的點(diǎn)跡,從便于測(cè)量的點(diǎn)開(kāi)始,每?jī)蓚€(gè)打點(diǎn)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖3中0126點(diǎn)所示。第42頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四c測(cè)量1236計(jì)數(shù)點(diǎn)到0計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離,分別記作:S1S2S3S6。d通過(guò)測(cè)量和計(jì)算,該同學(xué)判斷出小車沿平板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。e分別計(jì)算出S1S2S3S6與對(duì)應(yīng)時(shí)間的比值第43頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,
22、星期四結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)你完成下列任務(wù):f以為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo),標(biāo)出與對(duì)應(yīng)時(shí)間t的坐標(biāo)點(diǎn),畫(huà)出t圖線。實(shí)驗(yàn)中,除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶、復(fù)寫(xiě)紙)、小車、平板、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外,在下面的儀器和器材中,必須使用的有 和 。(填選項(xiàng)代號(hào))A電壓合適的50Hz交流電源B電壓可調(diào)的直流電源C刻度尺D秒表E天平F重錘AC第44頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四將最小刻度為1mm的刻度尺的0刻線與0計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊,0125計(jì)數(shù)點(diǎn)所在位置如圖4所示,則S2= cm,S5= cm。2.972.9913.1913.21 點(diǎn)評(píng):紙帶上打出的點(diǎn)有拖痕,讀數(shù)時(shí)一定要以點(diǎn)的最左邊為標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù).第4
23、5頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四該同學(xué)在圖5中已標(biāo)出1346計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo),請(qǐng)你在該圖中標(biāo)出與25兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),并畫(huà)出t。判斷,在打0計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí),小車的速度v0= m/s;它在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度a= m/s2。根據(jù)t圖線0.160.204.505.10第46頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 求解上述問(wèn)題的關(guān)鍵是要搞清縱軸所代表的意義,它是橫軸上對(duì)應(yīng)的一段時(shí)間間隔內(nèi)的平均速度.第47頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四設(shè):t=0時(shí)刻的瞬時(shí)速度為v0,則初速和加速度可以用函數(shù)式計(jì)算:第48頁(yè),共119頁(yè),2
24、022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四v/cm.s-1 若將縱軸所表示的平均速度改為瞬時(shí)速度,則圖象如圖中的紅線所示.這時(shí)紅色圖線的斜率是加速度.第49頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四也可以用(s/t)-t圖象直接求加速度和初速因?yàn)閯蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的平均速度等于過(guò)程中時(shí)刻的瞬時(shí)速度.既: (s/t)-t圖線的截距是初速度,斜率的2倍是物體運(yùn)動(dòng)的加速度第50頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四看圖線的形狀。 高中物理中遇到的圖線一般為兩種, 一是直線、二是曲線。如圖線是直線,說(shuō)明縱軸表示物理量隨橫軸表示的物理量是均勻變化的;如圖線是曲線
25、,說(shuō)明縱軸表示物理量隨橫軸表示的物理量是不均勻變化的。圖線的形狀反映了物理規(guī)律??磮D線上的點(diǎn)表示的物理意義。第51頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四看圖線與坐標(biāo)軸的截距表示的物理意義。aF8405 10驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中,未平衡摩擦,線與a軸之交點(diǎn)為-guO I Im IEU M(I,U)b aN閉合電路歐姆定律的研究中,對(duì)于u-I圖,若原點(diǎn)是電壓和電流的零起點(diǎn),則縱軸截距是電動(dòng)勢(shì).第52頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四看圖線的斜率 若圖線是直線,其斜率是不變的,但不同的圖線其斜率表達(dá)的物理意義是不一樣的,例如,位移時(shí)間關(guān)系圖線的斜率
26、等于物體的速率,斜率的正負(fù)可以表示速度的方向,而速度時(shí)間關(guān)系圖線,其斜率表示加速度。速度圖線是曲線,其斜率是變化的,其所表達(dá)的物理量也是變化的, T2/s20 1 2 3 4L/m161284斜率 k=T2/L=42 /g則g=42 L/T2=2 =9.87m/s2用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中的T2-L圖象中.第53頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四Ek/10-19 J/1014Hz05 1042-2斜率 k=h=6.610-34 Js縱軸截距的絕對(duì)值是逸出功W在愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程中橫軸截距是極限頻率第54頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四
27、 但不是所有圖線的斜率都能表示某個(gè)物理量,例如小燈泡的伏安特性曲線,如下圖。 曲線上某點(diǎn)A的切線的斜率不能表示電阻的倒數(shù),因?yàn)殡娮璧亩x是R=U/I,而不是R=U/I,故燈泡在A狀態(tài)時(shí),其電阻等于OA直線的斜率的倒數(shù)。第55頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 例10.2008年全國(guó)高考卷(江蘇)5如圖所示,粗糙的斜面與光滑的水平面相連接,滑塊沿水平面以速度V0運(yùn)動(dòng)設(shè)滑塊運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的時(shí)刻為t=0,距A點(diǎn)的水平距離為x,水平速度為Vx,由于V0不同,從A點(diǎn)到B點(diǎn)的幾種可能的運(yùn)動(dòng)圖象如下列選項(xiàng)所示,其中表示摩擦力做功最大的是:第56頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,1
28、0點(diǎn)14分,星期四 分析:考查平拋運(yùn)動(dòng)的分解與牛頓運(yùn)動(dòng)定律。從A選項(xiàng)的水平位移與時(shí)間的正比關(guān)系可知,滑塊做平拋運(yùn)動(dòng),摩擦力必定為零;B選項(xiàng)先平拋后在水平地面運(yùn)動(dòng),水平速度突然增大,摩擦力依然為零;對(duì)C選項(xiàng),水平速度不變,為平拋運(yùn)動(dòng),摩擦力為零;對(duì)D選項(xiàng)水平速度與時(shí)間成正比,說(shuō)明滑塊在斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),有摩擦力,故摩擦力做功最大的是D圖象所顯示的情景,D對(duì)。本題考查非常靈活,但考查內(nèi)容非常基礎(chǔ),抓住水平位移與水平速度與時(shí)間的關(guān)系,然后與平拋運(yùn)動(dòng)的思想結(jié)合起來(lái),是為破解點(diǎn)。 核心是:有摩擦力時(shí)水平速度在一個(gè)過(guò)程中變化.第57頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 看圖線
29、與坐標(biāo)軸所包圍的面積 圖(1),例如速度時(shí)間關(guān)系圖線中,如下面陰影區(qū)域的面積值,等于物體時(shí)間t內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移。 圖(2)中的陰影區(qū)域面積表示恒力F在時(shí)間t內(nèi)的沖量值。 但不是所有面積都有意義(s-t).第58頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 三.注重常規(guī)圖象: 在高考的復(fù)課階段要熟練的應(yīng)用課本上出現(xiàn)的常規(guī)圖象分析有關(guān)問(wèn)題. 應(yīng)用圖象分析有關(guān)問(wèn)題時(shí),關(guān)鍵要注意:就是要將圖象中所表示的物理量與日常中所學(xué)習(xí)過(guò)的與這些物理量相聯(lián)系的規(guī)律,數(shù)學(xué)函數(shù)式有機(jī)的結(jié)合起來(lái)分析,見(jiàn)到圖象,能聯(lián)系與圖象有關(guān)的物理規(guī)律,見(jiàn)到問(wèn)題中所描述的物理規(guī)律,能用圖象形象的表示出這個(gè)規(guī)律,就可以解決較為
30、復(fù)雜,中學(xué)階段較難解決的問(wèn)題.第59頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四1.用x-t圖象理解平均速度和瞬時(shí)速度之間的關(guān)系: 如人教版高一物理必修教材中,開(kāi)始的第一章和第二章就是運(yùn)動(dòng)學(xué)的教學(xué),教學(xué)中學(xué)生最難理解的是平均速度和瞬時(shí)速度之間的區(qū)別和聯(lián)系,加速度的意義,平均加速度與瞬時(shí)加速度的區(qū)別與聯(lián)系,怎樣將他們之間的聯(lián)系和區(qū)別說(shuō)清,重點(diǎn)研究x-t圖象和v-t圖象, 除圖象的一般意義外,如果引導(dǎo)學(xué)生對(duì)圖象的進(jìn)行認(rèn)識(shí),會(huì)對(duì)平均速度和瞬時(shí)速度的計(jì)算有一個(gè)較深刻的認(rèn)識(shí).第60頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四平均速度是 對(duì)應(yīng)圖中的位移時(shí)間曲線上的割線AB的
31、斜率。(tg)。第61頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 t1時(shí)刻的瞬時(shí)速度V,在t0的過(guò)程中, 割線AB最終變?yōu)槲灰茣r(shí)間曲線上的A點(diǎn)的切線,而t1時(shí)刻的瞬時(shí)速度V則對(duì)應(yīng)A點(diǎn)切線CD的斜率 (tg)。 理論上講,平均速度轉(zhuǎn)化為瞬時(shí)速度的過(guò)程是一個(gè)由量變到質(zhì)變的過(guò)程,但要注意.在日常的計(jì)算中,如用光電門(mén)測(cè)物體運(yùn)動(dòng)的速度中,用短的位移間隔上的平均速度來(lái)代替瞬時(shí)速度的.第62頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 2.用v-t圖象理解平均加速度與瞬時(shí)加速度之間的關(guān)系: 平均加速度是粗略描述物體速度變化的快慢的方法, 是v-t圖象上的割線AB的斜率 (t
32、g)。第63頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 精確描述加速度的方法, 可以利用v-t圖象注釋瞬時(shí)加速度的概念. 例如, t1時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的加速度a,對(duì)應(yīng)圖中速度時(shí)間曲線上的切線CD的斜率 (tg)。 第64頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 問(wèn)題中一定要注意:求斜率的方法是用縱坐標(biāo)的變化與橫坐標(biāo)的變化的比值計(jì)算,而不能用量角器去量線與時(shí)間軸之間的夾角,有夾角的正切值計(jì)算. 對(duì)于勻變速直線運(yùn)動(dòng).由于加速度不變,所以v-t圖象是一條傾斜的直線.圖象與t軸之間所夾的正負(fù)面積的代數(shù)和是位移,正負(fù)面積的絕對(duì)值之和是路程.第65頁(yè),共119頁(yè),2022年,
33、5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 3.用v-t圖象理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的幾個(gè)基本公式: 對(duì)于速度公式:利用加速度的形象化解釋,a = tg, 如圖所示,從圖中可以很容易的看出,此圖象描述的是初速度為v0勻加速直線運(yùn)動(dòng),并且 vt v0 = ( tg)t, 即, vt = v0 +a t. . 第66頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 對(duì)于位移的公式:可以直接把圖中的矩形和三角形的面積相加或相減可得位移公式:第67頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 用類加的思想求勻變速運(yùn)動(dòng)的位移: 如圖所示, 把速度時(shí)間曲線下的面積分成n等份,每份在時(shí)間坐標(biāo)軸
34、上的時(shí)間間隔為(t/n)。當(dāng)n 時(shí),每一份的面積可近似地代表一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)的位移:第一份的速度為v1=v0第二份的速度為v2=v0+a(t/n)第三份的速度為 v3=v0+a(2t/n) 第四份的速度為v4=v0+a(3t/n),第n份的速度為vn=v0+a(n-1)t/n,所以總的位移為:第68頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四S =Si=S1+S2+S3+Sn-1+Sn = v1(t/n)+ v2(t/n)+ v3(t/n)+ vn-1(t/n) + vn(t/n)= v0t +a(t2/n2)1+2+3+(n-1)= v0t +a(t2/n2)(n-1)n/2=
35、v0t +at2/2 上式中利用了當(dāng)n 時(shí)n(n-1)=n2 。這種方法稱為無(wú)窮小微元法。把這種方法在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)介紹給學(xué)生,不但可以開(kāi)拓學(xué)生的思路,同時(shí)滲透了微積分的基本思路,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且有助于學(xué)生主動(dòng)地使用數(shù)學(xué)中學(xué)過(guò)的知識(shí)和方法。這將有助于大大提高學(xué)生的能力。第69頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 4.利用v-t圖理解物體之間的相互作用,分析與動(dòng)量守恒有關(guān)的問(wèn)題 例11.如圖所示,以質(zhì)量為M,長(zhǎng)為L(zhǎng)的長(zhǎng)方形木板B,放在光滑水平地面上,在其上右端放一質(zhì)量為m的小木塊A (m | a B|; A的速度首先減小到零,然后與B同向開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng).方向與B運(yùn)動(dòng)
36、的方向相同.第72頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四第三畫(huà)出A.B運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象的簡(jiǎn)圖如圖. 由題意知:B向右運(yùn)動(dòng)的位移(梯形面積)與A向左運(yùn)動(dòng)的位移的絕對(duì)值之合 等于板長(zhǎng).即: 第73頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四依據(jù)圖中的比例關(guān)系: 將本式代入上式消t2得:所以A物體向左運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)位移:第74頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 例12.2006年全國(guó)卷() 24.(19分)一水平的淺色長(zhǎng)傳送帶上放置一煤塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),煤塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。初始時(shí),傳送帶與煤塊都是靜止的?,F(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速
37、度a0開(kāi)始運(yùn)動(dòng),當(dāng)其速度達(dá)到v0后,便以此速度做勻速運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后,煤塊相對(duì)于傳送帶不再滑動(dòng)。求此黑色痕跡的長(zhǎng)度。 解:根據(jù)“傳送帶上有黑色痕跡”可知,煤塊與傳送帶之間發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng),煤塊的加速度a小于傳送帶的加速度a0。根據(jù)牛頓定律,可得a=g5.用V-t圖象解決綜合性較強(qiáng)的問(wèn)題第75頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 設(shè)經(jīng)歷時(shí)間t,傳送帶由靜止開(kāi)始加速到速度等于v0,煤塊則由靜止加速到v,有v0=a0t v=at 由于aa0,故vv0,煤塊繼續(xù)受到滑動(dòng)摩擦力的作用。再經(jīng)過(guò)時(shí)間t,煤塊的速度由v增加到v0,有 v0=v+at
38、此后,煤塊與傳送帶運(yùn)動(dòng)速度相同,相對(duì)于傳送帶不再滑動(dòng),不再產(chǎn)生新的痕跡。 設(shè)在煤塊的速度從0增加到v0的整個(gè)過(guò)程中,傳送帶和煤塊移動(dòng)的距離分別為s0和s,有第76頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 傳送帶上留下的黑色痕跡的長(zhǎng)度 l=s0s由以上各式得 又解:用圖象解此題,過(guò)程更簡(jiǎn)單:畫(huà)出其傳送帶及煤塊運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象,劃痕則是陰影的面積. 關(guān)鍵的兩個(gè)時(shí)間段標(biāo)在圖象上,一個(gè)是傳送帶勻加速的時(shí)間,另一個(gè)是煤塊勻加速的時(shí)間.第77頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四第78頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 例13. 200
39、7年全國(guó)高考(江蘇)13(13分) 如題13(a)圖,質(zhì)量為的滑塊A放在氣墊導(dǎo)軌B上,C為位移傳感器,它能將滑塊A到傳感器C的距離數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到計(jì)算機(jī)上,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上顯示滑塊A的位移時(shí)間(s-t)圖象和速率時(shí)間(v-t)圖象。整個(gè)裝置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上,斜面的長(zhǎng)度為l、高度為h。(取重力加速度g=9.8m/s2,結(jié)果可保留一位有效數(shù)字)第79頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四(1)現(xiàn)給滑塊A一沿氣墊導(dǎo)軌向上的初速度,A的v-t圖線如題13(b)圖所示。從圖線可得滑塊A下滑時(shí)的加速度a=m/s2 ,摩擦力對(duì)滑塊A運(yùn)動(dòng)的影響。(填“明顯,不可忽略”或“不明顯
40、,可忽略”)答案:6;不明顯,可忽略第80頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 (2)此裝置還可用來(lái)驗(yàn)證牛頓第二定律。實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)改變,可驗(yàn)證質(zhì)量一定時(shí),加速度與力成正比的關(guān)系;實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)改變,可驗(yàn)證力一定時(shí),加速度與質(zhì)量成反比的關(guān)系。 答案:斜面高度h;滑塊A的質(zhì)量M及斜面的高度h,且使Mh不變質(zhì)量,l一定時(shí):只要驗(yàn)證h與a成正比就行.力一定時(shí),只要Mh的乘積一定,就可驗(yàn)證.第81頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四(3)將氣墊導(dǎo)軌換成滑板,滑塊A換成滑塊A,給滑塊A一沿滑板向上的初速度,A的s-t圖線如題13(c)圖。圖線不對(duì)稱是由于造成的,通
41、過(guò)圖線可求得滑板的傾角(用反三角函數(shù)表示),滑塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。第82頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四第83頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四由圖象讀出:s1=s2=0.64m,勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1=0.4s,勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2=0.6s,則:=arcsin0.6(arcsin0.57arcsin0.64都算對(duì))=0.3(0.20.4都算對(duì)) 點(diǎn)評(píng):x-t圖象讀出研究問(wèn)題所需要的數(shù)據(jù)是解題成功的關(guān)鍵,第84頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 例14.2008年全國(guó)高考題(上海)21(12分)總質(zhì)量為80kg
42、的跳傘運(yùn)動(dòng)員從離地500m的直升機(jī)上跳下,經(jīng)過(guò)2s拉開(kāi)繩索開(kāi)啟降落傘,如圖所示是跳傘過(guò)程中的vt圖,試根據(jù)圖象求:(g取10m/s2)(1)t1s時(shí)運(yùn)動(dòng)員的加速度和所受阻力的大小。(2)估算14s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員下落的高度及克服阻力做的功。(3)估算運(yùn)動(dòng)員從飛機(jī)上跳下到著地的總時(shí)間。第85頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四解:(1)從圖中可以看出,在t2s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員做勻加速運(yùn)動(dòng),其加速度大小為設(shè)此過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員受到的阻力大小為f,根據(jù)牛頓第二定律,有mgfma得fm(ga)80(108)N160N第86頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四(2)從圖中估算得
43、出運(yùn)動(dòng)員在14s內(nèi)下落了39.522m158m根據(jù)動(dòng)能定理,有所以有對(duì)于v-t圖象,用數(shù)小格的方法求變速運(yùn)動(dòng)的位移,是一個(gè)非常實(shí)用的估算法,教學(xué)時(shí)應(yīng)特別注意,第87頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四(3)14s后運(yùn)動(dòng)員做勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為運(yùn)動(dòng)員從飛機(jī)上跳下到著地需要的總時(shí)間t總tt(1457)s71s第88頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 例15.有兩個(gè)小燈泡A和B,它們的電流隨兩端所加電壓變化的圖線如圖所示,另有一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為9V,內(nèi)阻不計(jì)的電源,(1)若將兩燈泡并聯(lián)在此電源兩端,則兩燈泡消耗的功率分別多大?(2)若將此兩燈泡串聯(lián)后接在此電源
44、兩端,則此兩燈泡的電功率又分別為多大?此時(shí)它們的電阻分別為多大? 6.用I-U圖象分析非線性元件的工作狀態(tài).第89頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 在題圖中作電源的I-U特性圖線,并聯(lián)時(shí)兩燈電壓均為9v,過(guò)橫軸上9v的點(diǎn)作平行縱軸的直線,與兩曲線的交點(diǎn)即得各自的電流值IB=0.27AIA=0.34A; 串聯(lián)時(shí)兩燈電流相等,電壓之和9v,過(guò)縱軸上0.22A點(diǎn)作平行橫軸的直線,與兩曲線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓值恰為3v、6v,第90頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 例16某電子元件的電壓與電流的關(guān)系如圖所示,將該電子元件與一個(gè)R=8的電阻串聯(lián),再接至
45、電動(dòng)勢(shì)E=3V,內(nèi)阻r=2的電源上,試求電路中的電流及電源的效率。 第91頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 將電源和R視為一個(gè)新的電源,此電源的電動(dòng)勢(shì)E=3V,內(nèi)阻r=10,則此新電源的路端電壓U與電路中的總電流I之間的關(guān)系是: 此新電源的路端電壓即電子元件兩端的電壓,在題目中作出新電源的圖象,第92頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 可得電路中的實(shí)際電流和電子元件兩端的實(shí)際電壓分別為電源的效率聯(lián)立解得代入數(shù)據(jù)得第93頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四7.注意課本上常出現(xiàn)的其它圖象表示的意義O RP出Pmr第94頁(yè)
46、,共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 四.關(guān)注圖象遷移 在圖象分析問(wèn)題中,也要注意變換的圖象,由一個(gè)圖象向另一個(gè)圖象遷移的意義,1.F-t圖象的面積是力的沖量.例17. 質(zhì)量為50kg的物體,所受合外力與時(shí)間的關(guān)系是:F=4t,已知t=0時(shí)物體的速度為零,當(dāng)t=20S時(shí)物體的速度有多大. 解析:作出F-t圖象,如圖所示,根據(jù)圖線下所圍“面積”表示F的沖量,可得:第95頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四由動(dòng)量定理得 由F=ma知: 畫(huà)出a-t圖象,圖線面積與t軸之間所夾的面積是速度的增量.圖象的遷移:第96頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,1
47、0點(diǎn)14分,星期四 例18.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)(Ls)的正方形閉合線圈以初速度v0垂直磁場(chǎng)的邊界穿過(guò)磁場(chǎng)后速度變?yōu)関,沒(méi)線圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v,則( )第97頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四D、A、C均有可能,B不可能 第98頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 【解析】線圈在進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,穿過(guò)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,線圈做加速度減小的減速運(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
48、線圈離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中,又做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng), 可以做出Vt圖象如圖所示,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。 第99頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四用牛頓定律、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(guò)程中只受安培力F=BIL= 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圖線與時(shí)間軸所圍“面積”即沖量也應(yīng)相等,如圖所示。由以上分析可得:IIImv-mv0I=mvmv 故選項(xiàng)B正確 可用磁通量的變化解決第100頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星
49、期四 例19物體以速度v0=10m/s豎直上拋,落地速度v=9m/s,若阻力和物體速度成正比,求物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間。 可粗略的畫(huà)出v-t圖象。如圖所示。據(jù)v-t圖象中速度圖線與時(shí)間軸所圍面積的物理意義可知,圖中兩塊面積分別表示物體上升和下降的高度,雖然h上=h下,和位移為零. 第101頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 由于阻力fv,可見(jiàn)f-t圖象與v-t圖象的形狀相似。如圖所示,而在f-t圖中,曲線下圍成的面積的物理意義是阻力f的沖量。兩塊面積相等并分別居于t軸的上、下方,表明物體上升階段和下落階段受到空氣阻力的沖量大小相等,方向相反,所以物體在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí),空氣阻力的總
50、沖量為零,即有: If=0 (1) 對(duì)物體的全過(guò)程運(yùn)用動(dòng)量定理有: mvt+mv0=mgt+If(2)聯(lián)解(1)(2),即得: t=(v0+vt)/g =1.9s第102頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四2.Fx圖象中的“面積”大小表示做功的多少 例20.一立方形木塊,邊長(zhǎng)為0.2m,放在水池中,恰有一半浮出水面而處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)用力將木塊慢慢推至全部浸沒(méi)水中,在這一過(guò)程中必須對(duì)木塊做多少功? 【解析】將木塊全部壓入水中,這一過(guò)程由于浮力變化,因而所施的力也是變化的,這是變力做功過(guò)程。所施外力由0隨深度線性增大到gVG(式中為水的密度),由題意知GVg/240N,所以
51、gV-G2G-GG,這一段位移為01m.第103頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四可以寫(xiě)出關(guān)系式FgSX (0 X0.1m)。做出這一過(guò)程的FX圖象,如圖所示,三角形“面積”即為變力的功的多少, 彈簧的彈力做功的過(guò)程也可以用此方法求解.第104頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 21.將長(zhǎng)為L(zhǎng)的釘子打入墻中,若釘子受到的墻壁阻力與打入深度成正比,且比例常數(shù)為K,那么將釘子全部打入墻中至少需要做功 _J. 畫(huà)力位移圖象,如圖,功為kL2/2 設(shè)每次打擊時(shí)所做的功都相同,第一次打擊時(shí)釘子進(jìn)入的深度是總長(zhǎng)度的1/5,問(wèn)需要打擊幾次才行.設(shè)第一次進(jìn)入的深度為x1,第二次進(jìn)入的深度為x2,第三次進(jìn)入的深度為x3,第n次進(jìn)入的深度為xn,則:第105頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四第一次打擊時(shí)所做的功:第二次打擊時(shí)所做的功:為第二次打擊時(shí)進(jìn)入的深度.第106頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四第三次打擊時(shí)所做的功:為第三次打擊時(shí)進(jìn)入的深度.第107頁(yè),共119頁(yè),2022年,5月20日,10點(diǎn)14分,星期四 釘子在打擊時(shí)進(jìn)入的深度與打擊的次數(shù)之間的關(guān)系為:打擊
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