高中物理要重視圖形和圖象的教學(xué)

1、高中物理要重視圖形和圖象的教學(xué)第1頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)。但就其表述形式而言,物理學(xué)是一門定量科學(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，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 另一方面,人們在研究解決實(shí)際問題時往往還借助其他的一些方法,利用圖形圖象來分析解決問題,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)象的物理過程和物理規(guī)律。 第3

2、頁，共119頁，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)是簡明、清晰、形象直觀、動態(tài)過程清楚、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)算過程，還可以恰當(dāng)?shù)乇硎居谜Z言難以表達(dá)的內(nèi)含，所以物理圖象是處理物理問題的重要手段，也是培養(yǎng)學(xué)生能力的很好的切入點(diǎn)。第4頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 翻閱,對學(xué)生就明確的提出了應(yīng)達(dá)到的五個能力(理解.推理.分析綜合.應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題,實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,其中在應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力中有這樣的要求: 必要時能運(yùn)用幾何圖形、函數(shù)圖象進(jìn)行表達(dá)、分析。 統(tǒng)計2006年到2008年全國高考一卷中涉及與

3、圖形和圖象有關(guān)的題目如下表：第5頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四高考時間試卷題號考察的知識版塊圖形題圖象題分值1002006年全國卷17濾速器(電場與磁場關(guān)系圖形62006年全國卷19受迫振動圖形y-t圖象62006年全國卷21用電磁感應(yīng)求電量圖形62006年全國卷22(1)用雙縫干涉測波長圖形172006年全國卷22(2)測伏特表的內(nèi)阻畫圖形2006年全國卷23聲音在云層上的反射和直線傳播畫圖形162006年全國卷24煤塊在水平傳送帶上的畫痕用v-t圖象解決192006年全國卷25帶電粒子在電場和重力場中的運(yùn)動實(shí)物圖20第6頁，共119頁，2022年，5月20日，

4、10點(diǎn)14分，星期四2007年全國卷15波動圖象與振動圖象的關(guān)系Y-x圖象x-t圖象61102007年全國卷16氣體的壓力和壓強(qiáng)的微觀決定要素實(shí)物圖62007年全國卷17光的全反射實(shí)物圖62007年全國卷18動量定理(F/mg)-t62007年全國卷19躍遷時的光輻射能級圖62007年全國卷20勻強(qiáng)電場能的性質(zhì)電勢圖6第7頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四2007年全國卷21電磁感應(yīng)實(shí)物圖I-t圖62007年全國卷22(1)示波器的使用實(shí)物圖波形圖172007年全國卷22(2)碰撞中的動量守恒過程圖2007年全國卷23運(yùn)動員在接力區(qū)的追擊問題可用v-t152007年全

5、國卷24彈性碰撞和機(jī)械能守恒實(shí)物圖182007年全國卷25帶電粒子在有屆磁場中的運(yùn)動.實(shí)物圖18第8頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四2008年全國卷14平拋運(yùn)動圖形6822008年全國卷15牛頓第二定律圖形62008年全國卷16波動圖象的特點(diǎn)Y-X圖象62008年全國卷20電磁感應(yīng)圖形B-t圖I-t圖62008年全國卷22驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律圖形182008年全國卷22電表的改裝電路圖2008年全國卷24功能關(guān)系和動量守恒狀態(tài)圖182008年全國卷25帶電粒子在有界電磁場中的運(yùn)動圖形22第9頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 通過上述統(tǒng)計知,

6、高考中利用圖形和圖象問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)過程中和高考前的復(fù)習(xí)階段,重視圖形和圖象問題的分析和復(fù)習(xí)是非常重要的.日常教學(xué)和高考總復(fù)習(xí)的過程中要重視圖形和圖象在學(xué)生認(rèn)知過程中的重要意義,有計劃的引導(dǎo)學(xué)生識圖.畫圖,用圖形和圖象分析比較抽象的物理概念的意義.對解決高考中的部分問題有很大的幫助.第10頁，共119頁，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)需要和問題所描述的情景常畫簡略圖形,可以協(xié)助學(xué)生理解物理概念和物理過程,進(jìn)一步明確已知的物理量和要求解的問題,有利于找出求解的問題與已知量之間的關(guān)系,使解題思路更加清晰

7、.第11頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四1概念圖 當(dāng)學(xué)習(xí)過的知識增多時，學(xué)生就很容易記錯、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，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清晰的概念系統(tǒng)，第12頁，共119頁，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，共119頁，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)的畫圖方法。它由兩個或兩個以上互相部分重合的圓組成。每一個圓代表一個特定的概念和觀點(diǎn)。概念之間的共同特征（相似點(diǎn)）寫在兩個圓重疊的區(qū)域內(nèi).獨(dú)有的特征（不同點(diǎn)）則寫在相應(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，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四第15頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 3.狀態(tài)過程圖. 它是將一個較為復(fù)雜抽象的過程或狀態(tài)用比較簡明的幾個線條,簡單的構(gòu)圖較為清晰的表示出來的一種方法. 如電場線,磁感線. 光線. 受力圖,運(yùn)動過程簡圖等. 將圖與物理過程結(jié)合進(jìn)行分析使物理問題順利解

9、決的有效途徑. 例3:2008年全國高考卷(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，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四第17頁，共119頁，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:題目將學(xué)生所學(xué)過的知識,通過圖形來展示出來分析,突現(xiàn)了圖形的重要性.第18頁，共119頁，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，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四可以用受力平衡時合理為零分析:如圖 由數(shù)學(xué)的角度分析,比較嚴(yán)密,邏輯性強(qiáng),但對初學(xué)矢量合成的學(xué)生來說,比較難接受. 我們可以換一個角度,由矢量運(yùn)算的多邊形定則分析,學(xué)生接受起來會更好些.第20頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 不受水平推力時:物體受三個力而平衡.三個力的圖示順次構(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,畫物體受力平衡的多邊形,如圖.FmgF1f 當(dāng)水平推力適當(dāng)時,畫出的圖使mg,F和F1構(gòu)成一個封閉三角形時,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:用矢量圖表示摩擦力的變化,形象直觀.第21頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四例5:2007年全國高考卷23（15分）甲乙兩運(yùn)動員在訓(xùn)練交接棒的過程中發(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)動是勻加速的，為了確定乙起跑的時機(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)記時向乙發(fā)出起跑口令，乙在接力區(qū)的前端聽到口令時起跑，并恰好在速度達(dá)到與甲相同時被甲追上，完成交接棒，已知接力區(qū)的長度為L=20m。求：（1）此次練習(xí)中乙在接棒前的加速度a。（2）在完成交接棒時乙離接力區(qū)末端的距離。第22頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四解:畫出追擊過程簡圖,則問題不難分析:（1）在甲發(fā)出口令后，甲乙達(dá)到共同速度所用時間為設(shè)在這段時間內(nèi)甲、乙的位移分別為S1和S2，則第23頁，共119頁，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，共119頁

13、，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 S2=13.5m 完成交接棒時，乙與接力區(qū)末端的距離為 LS2=6.5m （2）在這段時間內(nèi)，乙在接力區(qū)的位移為第25頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四4.幾何圖形例6.2008年全國高考卷25（20分） 我國發(fā)射的“嫦娥一號”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)動的周期為T。假定在衛(wèi)星繞月運(yùn)行的一個

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)射的微波信號因月球遮擋而不能到達(dá)地球的時間（用M、m、R、R1、r、r1和T表示，忽略月球繞地球轉(zhuǎn)動對遮擋時間的影響）。第26頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四解：首先畫出地球,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)動時發(fā)出的信號被遮擋第27頁，共119頁，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m0，萬有引力常量為G，根據(jù)萬有引力定律有： 式中，T1表示探月衛(wèi)星繞月球轉(zhuǎn)動的周期由以上兩式可得： 第28頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四做輔助線確定衛(wèi)星被遮擋過程中繞月球轉(zhuǎn)過的角度.設(shè)衛(wèi)星的微波信號被遮擋的時間為t，則由于衛(wèi)星繞月球做勻速圓周運(yùn)動，遮擋時間與衛(wèi)星轉(zhuǎn)過的角度成正比,應(yīng)有：第29頁，共119頁，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，共119頁，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)動到圓周上的時間相等的時間的特性,可

16、以畫圖分析有關(guān)與運(yùn)動時間最短的問題. 或根據(jù)物體由豎直圓弧的圓周沿光滑的弦運(yùn)動到圓周上最底點(diǎn)的時間相等的時間的特性,可以畫圖分析有關(guān)與運(yùn)動時間最短的問題.第31頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 如修建房屋時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間為最短(忽略一切阻力) 除用牛頓運(yùn)動定律計算外,可以用作圖法進(jìn)行分析.第32頁，共119頁，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程中,所用時間長短的比較.第33頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 由斜面上方的定點(diǎn)A,向斜面修一個光

17、滑的斜槽直軌道,使到達(dá)斜面的時間為最短,求斜槽與豎直方向之間的夾角為多少?第34頁，共119頁，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.教會學(xué)生作好圖象建立坐標(biāo)系 描繪圖線時，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)動的速度圖象，即以時間為橫坐標(biāo)，以瞬時速度為縱坐標(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，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四根據(jù)測量的數(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（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量的準(zhǔn)確程度相一致。 第36頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 當(dāng)圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)時，坐標(biāo)原點(diǎn)可以不從零開始，這樣可以使圖線分布勻稱. 如高中物理課本中測電源電動勢和內(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，通常縱軸不從0值開始，這樣作出的圖象更勻稱，不影響表達(dá)物理規(guī)律。第37頁，共119頁，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量值有一定的誤差，圖線不通過全部點(diǎn)是正?，F(xiàn)象，連線時應(yīng)盡量使圖線通過或接近數(shù)據(jù)點(diǎn)，個別嚴(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，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四2.教會學(xué)生識圖。 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，形成一定的識圖方法，從而保證讀圖中不出錯，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第39頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 看坐標(biāo)軸: 首先看清兩個坐標(biāo)軸表示什么物理量，單位是什么。 學(xué)生初學(xué)時，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)這樣的錯誤，后面的所有環(huán)節(jié)都出錯，故應(yīng)反復(fù)強(qiáng)調(diào)識圖時，先看坐標(biāo)軸。平時可加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練。第40頁，共119頁，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空氣阻力，從拋出到落回原地的整個過程中，下列四個圖線中正確的是 ( )Ep=mgh=mg (v0 t - 1/2 gt2 ) B C p=mv=m(v0 -gt) Ek= Ek0 - mghABCD動量大小動量大小勢能時間 時間 高度 高度0000動能點(diǎn)評:看圖注意橫縱坐標(biāo)表示的物理量是什么第41頁，共119頁，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。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，重復(fù)幾次。選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶，舍去開始密集的點(diǎn)跡，從便于測量的點(diǎn)開始，每兩個打點(diǎn)間隔取一個計數(shù)點(diǎn)，如圖3中0126點(diǎn)所示。第42頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四c測量1236計數(shù)點(diǎn)到0計數(shù)點(diǎn)的距離，分別記作：S1S2S3S6。d通過測量和計算，該同學(xué)判斷出小車沿平板做勻加速直線運(yùn)動。e分別計算出S1S2S3S6與對應(yīng)時間的比值第43頁，共119頁，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)出與對應(yīng)時間t的坐標(biāo)點(diǎn)，畫出t圖線。實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計時器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、平板、鐵架臺、導(dǎo)線及開關(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）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，共119頁，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計數(shù)點(diǎn)對齊，0125計數(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:紙帶上打出的點(diǎn)有拖痕,讀數(shù)時一定要以點(diǎn)的最左邊為標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù).第4

23、5頁，共119頁，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計數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)，請你在該圖中標(biāo)出與25兩個計數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出t。判斷，在打0計數(shù)點(diǎn)時，小車的速度v0= m/s；它在斜面上運(yùn)動的加速度a= m/s2。根據(jù)t圖線0.160.204.505.10第46頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 求解上述問題的關(guān)鍵是要搞清縱軸所代表的意義,它是橫軸上對應(yīng)的一段時間間隔內(nèi)的平均速度.第47頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四設(shè):t=0時刻的瞬時速度為v0,則初速和加速度可以用函數(shù)式計算:第48頁，共119頁，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速度,則圖象如圖中的紅線所示.這時紅色圖線的斜率是加速度.第49頁，共119頁，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)動過程中的平均速度等于過程中時刻的瞬時速度.既: (s/t)-t圖線的截距是初速度,斜率的2倍是物體運(yùn)動的加速度第50頁，共119頁，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，共119頁，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),則縱軸截距是電動勢.第52頁，共119頁，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用單擺測定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中的T2-L圖象中.第53頁，共119頁，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縱軸截距的絕對值是逸出功W在愛因斯坦光電效應(yīng)方程中橫軸截距是極限頻率第54頁，共119頁，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，其電阻等于OA直線的斜率的倒數(shù)。第55頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 例10.2008年全國高考卷(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)動設(shè)滑塊運(yùn)動到A點(diǎn)的時刻為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，共119頁，2022年，5月20日，1

28、0點(diǎn)14分，星期四 分析：考查平拋運(yùn)動的分解與牛頓運(yùn)動定律。從A選項(xiàng)的水平位移與時間的正比關(guān)系可知，滑塊做平拋運(yùn)動，摩擦力必定為零；B選項(xiàng)先平拋后在水平地面運(yùn)動，水平速度突然增大，摩擦力依然為零；對C選項(xiàng)，水平速度不變，為平拋運(yùn)動，摩擦力為零；對D選項(xiàng)水平速度與時間成正比，說明滑塊在斜面上做勻加速直線運(yùn)動，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。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間的關(guān)系，然后與平拋運(yùn)動的思想結(jié)合起來，是為破解點(diǎn)。 核心是:有摩擦力時水平速度在一個過程中變化.第57頁，共119頁，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)，例如速度時間關(guān)系圖線中，如下面陰影區(qū)域的面積值，等于物體時間t內(nèi)運(yùn)動的位移。 圖(2)中的陰影區(qū)域面積表示恒力F在時間t內(nèi)的沖量值。 但不是所有面積都有意義(s-t).第58頁，共119頁，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)問題. 應(yīng)用圖象分析有關(guān)問題時,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)合起來分析,見到圖象,能聯(lián)系與圖象有關(guān)的物理規(guī)律,見到問題中所描述的物理規(guī)律,能用圖象形象的表示出這個規(guī)律,就可以解決較為

30、復(fù)雜,中學(xué)階段較難解決的問題.第59頁，共119頁，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速度之間的關(guān)系: 如人教版高一物理必修教材中,開始的第一章和第二章就是運(yùn)動學(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)生對圖象的進(jìn)行認(rèn)識,會對平均速度和瞬時速度的計算有一個較深刻的認(rèn)識.第60頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四平均速度是 對應(yīng)圖中的位移時間曲線上的割線AB的

31、斜率。(tg)。第61頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 t1時刻的瞬時速度V,在t0的過程中, 割線AB最終變?yōu)槲灰茣r間曲線上的A點(diǎn)的切線,而t1時刻的瞬時速度V則對應(yīng)A點(diǎn)切線CD的斜率 (tg)。 理論上講,平均速度轉(zhuǎn)化為瞬時速度的過程是一個由量變到質(zhì)變的過程,但要注意.在日常的計算中,如用光電門測物體運(yùn)動的速度中,用短的位移間隔上的平均速度來代替瞬時速度的.第62頁，共119頁，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，共119頁，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圖象注釋瞬時加速度的概念. 例如, t1時刻質(zhì)點(diǎn)的加速度a,對應(yīng)圖中速度時間曲線上的切線CD的斜率 (tg)。 第64頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 問題中一定要注意:求斜率的方法是用縱坐標(biāo)的變化與橫坐標(biāo)的變化的比值計算,而不能用量角器去量線與時間軸之間的夾角,有夾角的正切值計算. 對于勻變速直線運(yùn)動.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)面積的絕對值之和是路程.第65頁，共119頁，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)動中的幾個基本公式: 對于速度公式: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,并且 vt v0 = ( tg)t, 即, vt = v0 +a t. . 第66頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 對于位移的公式: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，共119頁，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)動的位移: 如圖所示, 把速度時間曲線下的面積分成n等份,每份在時間坐標(biāo)軸

34、上的時間間隔為(t/n)。當(dāng)n 時,每一份的面積可近似地代表一個勻速運(yùn)動的位移: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，共119頁，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n(n-1)=n2 。這種方法稱為無窮小微元法。把這種方法在恰當(dāng)?shù)臅r機(jī)介紹給學(xué)生,不但可以開拓學(xué)生的思路,同時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)生主動地使用數(shù)學(xué)中學(xué)過的知識和方法。這將有助于大大提高學(xué)生的能力。第69頁，共119頁，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,分析與動量守恒有關(guān)的問題 例11.如圖所示,以質(zhì)量為M,長為L的長方形木板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同向開始做勻加速運(yùn)動.方向與B運(yùn)動

36、的方向相同.第72頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四第三畫出A.B運(yùn)動的速度時間圖象的簡圖如圖. 由題意知:B向右運(yùn)動的位移(梯形面積)與A向左運(yùn)動的位移的絕對值之合 等于板長.即： 第73頁，共119頁，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)動的最遠(yuǎn)位移：第74頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 例12.2006年全國卷() 24.(19分)一水平的淺色長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摩擦因數(shù)為。初始時，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開始運(yùn)動，當(dāng)其速度達(dá)到v0后，便以此速度做勻速運(yùn)動。經(jīng)過一段時間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，煤塊相對于傳送帶不再滑動。求此黑色痕跡的長度。 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)生了相對滑動，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)的問題第75頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 設(shè)經(jīng)歷時間t，傳送帶由靜止開始加速到速度等于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)受到滑動摩擦力的作用。再經(jīng)過時間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)動速度相同，相對于傳送帶不再滑動，不再產(chǎn)生新的痕跡。 設(shè)在煤塊的速度從0增加到v0的整個過程中，傳送帶和煤塊移動的距離分別為s0和s，有第76頁，共119頁，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度 l=s0s由以上各式得 又解:用圖象解此題,過程更簡單:畫出其傳送帶及煤塊運(yùn)動的速度時間圖象,劃痕則是陰影的面積. 關(guān)鍵的兩個時間段標(biāo)在圖象上,一個是傳送帶勻加速的時間,另一個是煤塊勻加速的時間.第77頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四第78頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 例13. 200

39、7年全國高考(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)時傳送到計算機(jī)上，經(jīng)計算機(jī)處理后在屏幕上顯示滑塊A的位移時間（s-t）圖象和速率時間（v-t）圖象。整個裝置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上，斜面的長度為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，共119頁，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下滑時的加速度a=m/s2 ,摩擦力對滑塊A運(yùn)動的影響。（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，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 （2）此裝置還可用來驗(yàn)證牛頓第二定律。實(shí)驗(yàn)時通過改變，可驗(yàn)證質(zhì)量一定時，加速度與力成正比的關(guān)系；實(shí)驗(yàn)時通過改變，可驗(yàn)證力一定時，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:只要驗(yàn)證h與a成正比就行.力一定時,只要Mh的乘積一定,就可驗(yàn)證.第81頁，共119頁，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。圖線不對稱是由于造成的，通

41、過圖線可求得滑板的傾角（用反三角函數(shù)表示），滑塊與滑板間的動摩擦因數(shù)。第82頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四第83頁，共119頁，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)動的時間t1=0.4s,勻加速運(yùn)動的時間t2=0.6s,則：=arcsin0.6（arcsin0.57arcsin0.64都算對）=0.3（0.20.4都算對） 點(diǎn)評:x-t圖象讀出研究問題所需要的數(shù)據(jù)是解題成功的關(guān)鍵,第84頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 例14.2008年全國高考題(上海)21（12分）總質(zhì)量為80kg

42、的跳傘運(yùn)動員從離地500m的直升機(jī)上跳下，經(jīng)過2s拉開繩索開啟降落傘，如圖所示是跳傘過程中的vt圖，試根據(jù)圖象求：（g取10m/s2）（1）t1s時運(yùn)動員的加速度和所受阻力的大小。（2）估算14s內(nèi)運(yùn)動員下落的高度及克服阻力做的功。（3）估算運(yùn)動員從飛機(jī)上跳下到著地的總時間。第85頁，共119頁，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)動員做勻加速運(yùn)動，其加速度大小為設(shè)此過程中運(yùn)動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，共119頁，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)動員在14s內(nèi)下落了39.522m158m根據(jù)動能定理，有所以有對于v-t圖象,用數(shù)小格的方法求變速運(yùn)動的位移,是一個非常實(shí)用的估算法,教學(xué)時應(yīng)特別注意,第87頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四（3）14s后運(yùn)動員做勻速運(yùn)動的時間為運(yùn)動員從飛機(jī)上跳下到著地需要的總時間t總tt（1457）s71s第88頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 例15.有兩個小燈泡A和B，它們的電流隨兩端所加電壓變化的圖線如圖所示，另有一個電動勢為9V，內(nèi)阻不計的電源，（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，共119頁，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)時兩燈電壓均為9v，過橫軸上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)時兩燈電流相等，電壓之和9v，過縱軸上0.22A點(diǎn)作平行橫軸的直線，與兩曲線的交點(diǎn)對應(yīng)的電壓值恰為3v、6v,第90頁，共119頁，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R=8的電阻串聯(lián)，再接至

45、電動勢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，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 將電源和R視為一個新的電源，此電源的電動勢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，共119頁，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，共119頁，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

46、，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 四.關(guān)注圖象遷移 在圖象分析問題中,也要注意變換的圖象,由一個圖象向另一個圖象遷移的意義,1.F-t圖象的面積是力的沖量.例17. 質(zhì)量為50kg的物體，所受合外力與時間的關(guān)系是：F=4t,已知t=0時物體的速度為零,當(dāng)t=20S時物體的速度有多大. 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，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四由動量定理得 由F=ma知: 畫出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，共119頁，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)磁場分布在寬度為s的區(qū)域內(nèi)，一個邊長為L（Ls）的正方形閉合線圈以初速度v0垂直磁場的邊界穿過磁場后速度變?yōu)関，沒線圈完全進(jìn)入磁場時的速度為v，則（ ）第97頁，共119頁，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，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 【解析】線圈在進(jìn)入磁場的過程中，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，線圈做加速度減小的減速運(yùn)動；線圈完全進(jìn)入磁場后，不再有感應(yīng)電流，做勻速運(yùn)動；在

48、線圈離開磁場的過程中，又做加速度減小的減速運(yùn)動， 可以做出Vt圖象如圖所示，由于線圈長度一定，圖中兩條曲線和時間軸所圍的“面積”是相等的，而其它關(guān)系則不能確定。 第99頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四用牛頓定律、運(yùn)動學(xué)公式、能量關(guān)系都不能解決此題，故考慮采用動量定理，線圈運(yùn)動過程中只受安培力F=BIL= 由此可以看出，F(xiàn)與v的變化規(guī)律。相對應(yīng)，即Ft圖應(yīng)與Vt圖一致，因此F圖線與時間軸所圍“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，共119頁，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)動時間。 可粗略的畫出v-t圖象。如圖所示。據(jù)v-t圖象中速度圖線與時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，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 由于阻力fv，可見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)動時，空氣阻力的總

50、沖量為零，即有： If=0 （1） 對物體的全過程運(yùn)用動量定理有： mvt+mv0=mgt+If（2）聯(lián)解（1）（2），即得： t=（v0+vt）/g =1.9s第102頁，共119頁，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水中，在這一過程中必須對木塊做多少功? 【解析】將木塊全部壓入水中，這一過程由于浮力變化，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，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四可以寫出關(guān)系式FgSX (0 X0.1m)。做出這一過程的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程也可以用此方法求解.第104頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 21.將長為L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. 畫力位移圖象,如圖,功為kL2/2 設(shè)每次打擊時所做的功都相同,第一次打擊時釘子進(jìn)入的深度是總長度的1/5,問需要打擊幾次才行.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，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四第一次打擊時所做的功:第二次打擊時所做的功:為第二次打擊時進(jìn)入的深度.第106頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四第三次打擊時所做的功:為第三次打擊時進(jìn)入的深度.第107頁，共119頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)14分，星期四 釘子在打擊時進(jìn)入的深度與打擊的次數(shù)之間的關(guān)系為:打擊