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高中物理中的图象教学


龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 高中物理中的图象教学 作者:蒋秀琴 来源:《教师· 下》2015 年第 06 期 《物理高考考纲》指出:“考生要有能运用几何图形、函数图象进行表达和分析问题的能 力。”这要求教师落实新课程对学生知识、方法和能力要求的精神。由于坐标图象能形象地表 述物理规律,能直观地描述物理过程,能鲜明地表示物理量之间的相互关系及变化趋势,所以 有关坐标图象及其运用的相关考点成为考查的热点。下面谈一下个人的体会。 一、坐标图象的含义 坐标图象是借助数学函数的表达式,把研究的物理量定位为坐标轴的函数与变量,使两者 间的内在关系直观地显现出来。它是数与形结合的产物,能清楚地表达物理过程和物理规律。 二、坐标图象的种类及形式 1.图象种类 常见的函数图象有:v(速度)-t(时间)图象、X(位移)-t(时间)图象、a(加速度) -F(力)图象、a(加速度)-1/m (质量倒数)图象、F(力) -X(位移)图象、F(力) -t(时间)图象、波动图象、振 动图象、P(压强)-T(温度)图象、V(体积)-T(温度)图象、P(压强)-V(体积)图 象、U 端(路端电压)-I(电流)图象、I(电流)-t(时间)图象、U(电压)-t(时间)图象 等。 2.图象形式 ①线型:此类图象是利用线性函数的特点,或是正比例关系,或是一次函数关系;②正弦 型(或余弦型):此类图象一般用来表示振动图象或波动图象;③抛物型:此类图象高中阶段 最主要是用来研究平抛运动(或类平抛)的轨迹;④双曲型:此类图象用于成反比关系的两个 物理量之间。如力一定时,a-m 图象;温度一定时,P-V 图象;机车功率一定时,F-V 图象 等。此外还有其他一些类型如方型、锯齿型等。 三、坐标图象的物理意义 1.截距(点)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。电源的 V-I 图象的电压轴、电流轴截距分别表示的是电源的电动势和短路电流。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 案例 1:如下图 1 为左图情景中拉力 F 与杆稳定时的速度 v 的关系图,图线在横轴上的截 距表示杆所受到的阻力。 解析:如图 2 为图 1 情景中拉力 F 与杆稳定时的速度 v 的关系图,图线在横轴上的截距表 示杆所受到的阻力。 2.斜率(线)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 U-I 图象 的斜率为负载的电阻,v-t 图象的斜率为加速度。 案例 2:如图 3 所示,静止在光滑水平面上的木块 A 和 B,质量相同,A 和 B 用轻弹簧 (弹簧处于自然状态)相连,用水平力 F 向右推进 A。问:从开始推 A,到弹簧第一次被压缩 到最短的过程中,以下说法中正确的是( )。 A.A 和 B 的速度相同时,则加速度 aA>aB B.A 和 B 的速度相同时,则加速度 aA=aB C.A 和 B 的加速度相同时,则速度 vA D.A 和 B 的加速度相同时,则速度 vA>vB 解析:在水平力 F 的作用下,A 开始向右运动,开始压缩弹簧,则弹簧的弹力推向 A 和 B。B 的合力只有一个力,而 A 的合力等于 F 减去弹力。把木块 A 和 B 的运动用 v-t 图象(如 图 4)来表示。在 t2 时木块 A 和 B 速度相等,但此时切线的斜率 B 大 A 小,因此 aAvB,所以 正确选项是 D。 3.图象中图线与坐标轴所围面积(面)的物理意义 物理图象的图线与坐标轴所围的面积的值,常


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