高考复习中的力学图象探讨[文档资料]

高考复习中的力学图象探讨 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 在物理学的研究和学习中，图象被广泛地采用，而利用图象解题也成为解物理题的一种典型方法 . 1 关于高中新课程物理图象的两点说明 1.1 物理图象是新课程中的一种重要元素 细心来分析一下新人教版教材就会发现，其中的物理图象已成为新教材中一种重要的元素，其出现的频率与广度明显较老教材多 .仅以高中物理必修 1的一些典型物理图象做一次归纳，列表如下： 图象 人教版中涉及图象的位置与教学内容 速度时间图象 用打点计时器测速度某同学手拉纸带运动；借助传感器用计算机测速度 加速度从 v-t 图象看加速度 探究小车速度随时间变化的规律用计算机绘制图象； 匀变速直线运动的位移与时间的关系位移等于 v-t直线下面的面积 位移时间图象匀变速直线运动的位移与时间的关系利用光电计时器研究自由下落物体 弹力与形变量图象弹力弹力与弹簧伸长量的关系 拉力时间图象摩擦力用力的传感器研究 拉力变化的图线 加速度质量图象实验：探究加速度与力质量的关系 a 与 m 成反比 作用力与时间图象牛顿第三定律用传感器探究作用力与反作用力的关系 新教材中的高中物理课本增加的图象很多，它们既形象直观又准确客观地反映了物质的属性，又能够起到文字教材不能替代的作用 . 1.2 高考新考纲新增对物理图象的要求 高考说明新增了对图象的要求：能根据物理问题的实际情况和所给条件，恰当运用几何图形、函数图象等形式和方法进行比较、表达，能够从所给图象通过分析找出其所表示的物理内 容，用于分析和解决问题；而且随着新课标的逐步实行、研究性学习的深入开展、物理教学中 DIS 的应用及其它现代教育技术的推广，物理学科对学生的能力培养、评价方式，特别是高考能力要求的转变，使近年高考图象题出现的频率较高、要求加深 .尤其在实验题中用图象分析、处理数据 .有关图象试题的设计意图明显由 “ 注重由图象获取信息、对状态的判断 ” 转化为 “ 注重对过程的理解和处理 ” 、“ 注重对实验数据的分析及得出结论 ” 、 “ 注重用数形结合的思想进行逻辑推理、分析、评价 ”. 而且高考命题常常会突破考纲限制对图象进行综合考查，因此在图象这一类 重要问题的教学过程中，不能太受框框的限制 . 2 图象的共性 所有的物理图象都形象直观地反映了物理量的变化规律，它们有很多共性或类似的地方，我们可以从总体上把握物理图象 .具体来说，对每个物理图象，必须关注以下几个方面的问题 . 2.1 横轴与纵轴所代表的物理量和单位 明确了两个坐标轴所代表的物理量，则清楚了图象所反映的是哪两个物理量之间的对应关系 .有些形状相同的图象，由于坐标轴所代表的物理量不同，它们反映的物理规律就截然不同，如振动图象和波动图象 .另外，在识图时还要看清坐标轴 上物理量所注明的单位 . 2.2 图线的特征 注意观察图象中图线的形状是直线、曲线，还是折线等，分析图线所反映两个物理量之间的关系，进而明确图象反映的各个物理量之间的关系及物理内涵 .图线分析时还要注意图线的拐点具有的特定意义，它是两种不同变化情况的交界，即物理量变化的突变点 . 2.3 截距的物理意义 截距是图线与两坐标轴的交点所代表的坐标数值，该数值具有一定的物理意义 .如弹簧弹力与弹簧长度的关系图，图线在横轴上的截距表示弹簧的原长 . 2.4 斜率的物理意义 物理图象的斜率代表两个物理量增量的比值，其大小往往代表另一物理量值 .如 s-t 图象的斜率为速度， v-t 图象的斜率为加速度、 W-t 图象的斜率为功率等 . 2.5 图象中图线与坐标轴所围面积的物理意义 有些物理图象的图线与横轴所围的面积的值，它常代表另一个物理量的大小 .如 v-t 图中，图线与 t 轴所夹的面积代表位移， F-s 图象中图线与 s 轴所夹的面积代表功， F-t 图象中图线与 t 轴所夹的面积代表冲量 . 3 物理图象的应用 在总体上认识图象的基础上，对图象问题或应用图象解决问题的题目进行 梳理，主要从应用方法上进行分类归纳 .通过具体的题目总结出每一类问题的解决关键，以便举一反三 . 3.1 从图象中获取信息 图象反映的信息如前面对图象共性的总结，很多可以直接读取，有些需要间接获取 .如振动图象中直接读取某质点的振幅、周期，波动图象中直接读取振幅、波长，从而间接获取波速 . 3.2 利用图象展现情景，便于分析 例 1 图 2、图 3 中物体均做直线运动，请分析各做什么运动？ 解图 2 中物体的运动如图 4 所示，图 3 中物体运动如图 5 示 . 通过上面的描述，不仅使学 生知道两个图象的不同意义，更重要的是提高了读图的能力，分析的能力 .图象学习的难点是如何通过物理图象建立清晰的物理情景，像上述匀速运动的位移 -时间图象 ,有些学生由于没有很好的掌握位移的概念，又不结合实际分析，轻易地把该图象理解为物体的运动轨迹 .也有少数学生读不懂这类图象，在数学中这是很简单的直角坐标和正比例函数关系，在此有必要对比着讲解 .这些细节之处看起来不重要，然而这是培养学生分析问题、应用数学手段处理问题的能力和提高思维能力的最佳时机 .实际上解决图象问题关键在于构建物理模型，形成物理图景，动静结合地理解图 象所反映的物理事件 .学生要做到这点，要靠平时多看、多想、多练，这些也要从基础的 “ 看图说话 ” 开始 . 3.3 从提供的物理情境画出相对应的图象 例 2 甲、乙两汽车沿同一平直公路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，它们行驶的速度均为 16 m/s.已知甲车紧急刹车时加速度大小 a1=3 m/s2，乙车紧急刹车时加速度大小a2=4 m/s2，乙车司机的反应时间为 0.5 s(即乙车司机看到甲车刹车后 0.5 s 才开始刹车 )， (1)求为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车行驶过程中至少应保持多 大距离 ? (2)若乙车紧急刹车时加速度大小 a1=3 m/s2，甲车紧急刹车时加速度大小 a2=4 m/s2，其他条件不变，为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车行驶过程中至少应保持距离又该多大 ? 分析题意可知，两车在紧急刹车过程，应用速度图象直观反映出来，学生作出两种情况下的速度图象 (图 6、图7)，并进行比较为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，分别作出两种情况下甲、乙两车的速度时间图象，前者涉及速度相等临界条件，后者甲车先停，乙车始终比甲运动快 .由速度图象的面积之差易得：甲、乙两车行驶 过程中至少应保持多大距离 s1=120.56=1.5 m 与 s2=s 乙 -s 甲 =1823 m. 图象是一种非常重要的 “ 物理语言 ” ，教师在平时教学中就应适时地对学生进行引导，鼓励学生结合图象、利用图象对物理问题进行分析、研究 .高考有些题目专门考学生的读图能力、做图能力、利用图象分析数据能力，所以图象专题在高考复习中是很重要的 .本文只对力学中的图象进行了粗浅的探讨，是高三教