谈物理图像的功能重点

1、谈物理图像的功能一. 借助物理图像 启迪思维 提高能力 运用一题多解的训练,对提高学生的”发散思维能力”,提高解题技能和运算速度有很大帮助,起到比解析法更巧妙、更灵活的独特效果。对于有些物理问题,采用物理图像的方法求解更容易,直观,方便，易于理解，通过数图转换训练，可以使学生得到简洁的解题思路,锻炼学生思维。二. 借助物理图像 阐明物理规律物理图像能形象地表达物理规律，直观地叙述物理过程，鲜明地表达物理量间的依赖关系。直接表明其变化特点，并提供直观清晰的物理图景，在物理课堂教学和实验教学中常常借助物理图像的方法，帮助学生认识物理规律。用坐标的横轴为自变量，纵轴为因变量。利用看似”复杂无序”的数

2、据作出简洁的物理图像，则很容易找出物理规律，既直观又形象，增强知识的可接受性。 在许多情况下，由于直线图像绘制方便，正比关系明显，为了使获得的图线为一直线，往往采用将被测数据作某种变换后得数值作为变量，从而得出正比图线。如在牛顿第二定律的教学中,我们就借助了a1/m和aF图象的方法。三. 理解图像含义及所提供的信息理解图像的轴,点,线,截,斜,面六大功能。1、轴：弄清直角坐标系中，横轴、纵轴代表的含义，即图像是描述哪两个物理量间的关系，是位移时间关系？还是速度时间关系？等等同时注意单位及标度。2、点：物理图像上的“点”代表某一物理状态，要弄清图像上任一点的物理意义，实质是两个轴所代表的物理量的

3、瞬时对应关系，如代表t时刻的位移x，或t时刻对应的速度等等在图象中我们着重要了解截距点、交点、极值点、拐点等这些特殊点的物理意义。3、线：图像上的一段直线或曲线一般对应一段物理过程，给出了纵轴代表的物理量随横轴代表的物理量的变化过程4、截：即纵轴截距，一般代表物理过程的初状态情况，即时间为零时的位移或速度的值当然，对物理图像的全面了解，还需同学们今后慢慢体会和提高，如对矢量及标量的正确处理分析等等5、 斜：即斜率，也往往代表另一个物理量的规律，看两轴所代表物理量的变化之比的含义同样可以从物理公式或单位的角度分析，如st图像中，斜率代表速度等等6、 面：图像和坐标轴所夹的“面积”常与某一表示过程

4、的物理量相对应，如能充分利用“面积”的这一特点来解题，不仅思路清晰，而且在很多情况下可以使解体过程得到简化，起到比解析法更巧妙、更灵活的独特效果。如速度-时间图像与横轴所围面积为物体在这段时间内的位移;气体压强体积图像与横轴所围面积就是这一过程中所做的功;力-时间图象与横轴所围面积就是力在这段时间内的冲量; 电容器充电过程所带电荷量电压图象与横轴所围面积就是电容器中所储存的电能充分利用图象带来的信息,是利用图象法求解物理题的关键。看两轴代表的物理量的“积”有无实际的物理意义，可以从物理公式分析，也可从单位的角度分析，如st图像“面积”无实际意义，不予讨论。四.利用物理图像解决物理难题 在许多情

5、况下,求解某些物理习题要受到数学知识的限制,有时由于学生对物理过程的抽象概括受到思维上的限制,难以把握物理问题的实质,而采用物理图象的方法,可以使学生找到捷径,使物理问题易于理解。【例1】如图1所示:质量相同的木块A,B用轻弹簧相连，置于光滑水平面上，开始弹簧处于自然状态。现用水平恒力F推木块A，从开始到弹簧第一次被压缩到最短的过程中，当木块速度相同时,加速度aA _ aB；当木块加速度相同时，速度VA_VB(填“”“”“=”)【解析】A的合力是F减去弹簧的弹力，而B的合力只有弹力。弹力是变力，随压缩量的增加而增大。所以，刚开始A是加速度减小的加速运动，B是加速度增加的加速运动。我们用公式分析

6、会觉得这个题目很难解，而且很容易出错。但我们若把A、B的运动情况用vt图象（如图2）来表示，则答案就一目了然了。在t2时A和B速度相等，但那一点切线的斜率B大A小，所以aAaB，B正确，而当t=t1时，斜率一样，但VAVB，所以D也正确。【例2】如图所示，两相同的小球同时沿甲乙两光滑的圆弧形轨道滑下，甲乙轨道的长度相等，问它们谁先落下？ 【解析】两球下落时都做非匀变速运动，因此，我们很难从公式入手来判断谁下落的快。但借助于v图象就能迎忍而解。两球的初速均为零，有机械能守恒可知末速大小相等设为v0，因m1的加速度由大变小，m2的加速度由小变大。故作出它们各自的v图象如图所示。图线1的斜率由大变小

7、，图线2的斜率由小变大。但由于路程相等，故图线下面的“面积”应相等，显然必有t1t2。【例3】如图所示,质量为2M上表面粗糙的长木板静止放在光滑的水平面上,一个质量为m的滑块(可视为质点)以水平速度V0由木板的左端恰能滑至木板的右端与木板相对静止, 滑块运动中所受摩擦力始终不变.现将木板分成长度与质量均相等的两段后紧挨着仍放在这水平面上,让小滑块仍以相同的水平速度V0由木板的左端开始滑上木板,则下列说法正确的是: V0 图5A. 滑块仍能滑到木板的右端与木板相对静止;B. 滑块滑过木板的右端后飞离木板;C. 滑块滑到木板的右端前就与木板保持相对静止;D. 以上答案均有可能。V0V21t0【解析

8、】此题用动能定理及动量守恒定律求解步骤繁琐,难度较大. 而采用图v-t图的方法求解, 就突出了图像法的直观,简捷,易于理解的优点. 由题意滑块在木板做初速度为V0的匀减速运动,木板做初速度为0的匀加速运动, 木板分成两段后, 滑块滑上第二块木板时,两块木板分离, 由于第二块木板所受的摩擦力不变,所以加速度变大. 即图像中的2所示.得出这种情况下滑块与木板的相对位移小.故滑块滑到木板的右端前就与木板保持相对静止.C正确.【例4】如图所示，在光滑的水平面上，有竖直向下（垂直纸面向里）的匀强磁场分布在宽度为s的区域内，一个边长为L（L<s）的正方形闭合线圈以初速度v0垂直磁场的边界穿过磁场后速

9、度变为v，设线圈完全进入磁场时的速度为v，则（ ）A、v> B、v=C、v< D、 A、C均有可能，B不可能【解析】线圈在进入磁场的过程中，穿过它的磁通量发生变化，产生感应电流，受安培力作用，而且随着速度减小，安培力逐渐减小，线圈做变减速运动；线圈完全进入磁场后，不再有感应电流，做匀速运动；在线圈离开磁场的过程中，又做变减速运动，可以做出Vt图像如图所示，由于线圈长度一定，图中两条曲线和时间轴所围的“面积”是相等的，而其它关系则不能确定。用牛顿定律、运动学公式、能量关系都不能解决此题，故考虑采用动量定理，线圈运动过程中只受安培力F=BIL=B2L2V/R由此可以看出，F与v的变化规律相对应。即Ft图应与Vt图一致，因此F图