浅谈图象法在解决力学及运动学问题中的运用
应用图像法求解物理问题论文
应用图像法求解物理问题探析【摘要】图像是描述物理过程、揭示物理规律、解决物理问题的重要方法之一。
利用图像描述物理规律、解决物理问题的方法称之为图像法。
图像法在处理某些运动学问题、作用力为变力的动力学问题、处理实验数据时是一种非常有效的方法。
【关键词】图像法求解物理问题一、图像的物理意义主要通过图像的坐标轴、点、线、面、斜率、截距等来体现(1)坐标轴:物理图像不同,坐标表示的物理量不同,图像所表示的物理意义也就不同,因此在识图或作图时,必须明确两坐标轴表达的是什么性质的物理量。
如:简谐运动和简谐波的图像,形状是相同的,但两图像所表示的物理规律不同,这时就要根据坐标轴所表示的物理量不同进行区别。
(2)点:物理图像上的点代表某一物理状态,它包含着该物理状态的特征和特性。
物理图像中的点主要有:①截距点:表示当一个物理量为零时另一个物理量的值是多少,由此往往能等到一个很有意义的新的物理量。
如;在电源的u-i图像中,图像与纵轴的交点表示电源的电动势,与横轴的交点表示电源的短路电流。
②交点:即图线与图线的交点,它反映了两个不同的研究对象此时具有相同的物理量。
如:在s-t图像中,两图线的交点表示二运动物体运动位移相同的时刻和位移,在v-t图像中,两图线的交点表示二运动物体运动速度相同的时刻和速度。
③极值点:它表明该点附近物理量的变化趋势。
④拐点:反映出物理过程在该点发生突变,物理量由量变到质变的转折点。
如图1中,在p点,加速度的方向发生变化,而速度方向未变,图2中,在p点加速度方向未变而速度方向发生变化。
(3)线:指图像的形状,它表示研究对象的变化过程和规律。
(4)面:是指图像与坐标轴所围的面积。
有些物理图像的图线与横轴所围的面积的值常代表另一个物理量的大小,如:v-t图像中所围面积代表位移的大小,f-s图像中所围面积为力所的功的大小,s-(1/v)图像与1/v轴所围的面积代表时间。
(5)斜率:物理图像的斜率,其大小往往代表另一个重要的物理量。
研究图像法在物理中的应用
研究图像法在物理中的应用作者:肖明军自步入高中教学以来,经常碰到一些物理过程较为复杂的问题。
在这种情况下,如果老师不转换教学的方法和思路,还是一味地按照原方法进行讲解,学生理解起来就会感到困难。
所以,本人在教学过程中,也渐渐摸索出一些解题的方法和技巧。
而利用物理图像法解决物理问题无疑是一种重要的科学探究方法。
物理法简介 物理规律可以用文字来描述,也可以用函数式来表示,还可以用图像来描述。
利用图像描述物理规律,解决物理问题的方法称之为图像法。
图像法通过图像来确定物理量之间的关系,是一种科学探究的基本方法。
用图像法来描述物理过程具有形象直观的特点,可以清晰地呈现图像变化的动态特征,把物理量之间的相互依赖关系和线性关系、周期性等清晰地呈现出来,通过图像的比较,能够较容易地理解物理过程,发现物理规律,这种直观印象有时能透过事物的本质诱使人们做更深入的探讨。
利用图像法可以使思路清晰,使物理问题简化明了,还能起到一般计算法所不能起到的作用,可以使物理概念得到进一步的拓展。
而且图像法能使物理学科和其它学科有机地结合起来,启迪我们的创新意识,培养创造能力,提高我们的综合能力。
下面让我们通过一些实例来体会图像法的妙处。
具体实例1、汽车正以10m/s 的速度在平直的公路上前进,突然发现正前方有一辆自行车以4m/s 的速度做同方向的匀速直线运动,汽车立即关闭油门做加速度大小为60m/s 的匀减速运动,汽车恰好不碰上自行车,求关闭油门时汽车离自行车多远?分析:此题解法可以有一般解法和图象法,但图象法可以使计算过程简化,使解题过程更简化明了,如:一般解法:解:汽车减速到4m/s 时发生的位移和运动的时间分别为:2210016722v v m m a x =--==⨯6汽自汽 10416v v t s s a --===汽自 这段时间内自行车发生的位移为:414m x v t m ==⨯=自自汽车关闭油门时离自行车的距离为:743x x x m m m =-=-=汽自图像法:解:依题意得v-t 图像如右图:其中直线Ⅰ、Ⅱ分别是汽车与自行车的运动图线,划线部分的面积表示当两车车速相等时汽车比自行车多发生的位移,即为汽车关闭油门时离自行车的距离x 。
图象法解题在高中物理教学中的应用
图象法解题在高中物理教学中的应用在高中物理教学中,图像法是一种重要的解题方法,我们可以根据题意把抽象的物理过程用图线表示出来,将物理量间的代数关系转化为几何关系,运用图象直观、简明的特点,分析解决物理问题,则可达到化难为易、化繁为简的目的。
它具有思路简明清晰,方法新颖独特等优点。
况且有些物理问题在高中阶段只能用图像法解决。
下面介绍图像法解题的部分应用。
一、应用图像法解决动态平衡问题例1如图所示,重物系在OA 、OB 两根等长的轻绳上,轻绳的A 端和B 端挂在半圆形支架上,若固定A 端的位置,将OB 绳的B 端沿半圆形支架从水平位置逐移至竖直位置OC 的过程中,试讨论OA 绳上的拉力F 1及OB 绳上拉力F 2的变化情况。
析与解:这是一道典型的动态平衡问题,用图像法解决最简洁。
因为绳结O 受到悬挂重物的轻绳拉力F 作用,且F=G ,故OA 、OB 绳的拉力F 1、F 2的合力始终与F 等大反向,故可以利用合成法进行分析求解。
如图OA 方向不变,且F 1的方向不变,因此F 2的末端只能在平行于F 1的直线MN 上移动。
由图可知当F 2与MN 垂直时最小,故F 2先减小后增大,F 1逐渐减小。
二、应用图像法解决运动学的问题例2如图所示,一个固定在水平面上的光滑物块左侧是斜面,右侧面是曲面AC ,已经知道AC 和AB 的长度相同,两个小球P 、Q 同时从A 点分别沿AB 和AC 由静止开始下滑,试比较他们到达水平面作用的时间大小。
析与解:本题由于右侧是一曲面,因此不可能定量计算出小球从右侧滚到地面的时间,只能用图像法定性比较。
利用V-t 图像(这里的V 是速率,曲线下的面积表示S )定性的比较在同一个V-t 图像中作出P 、Q 的速率曲线,虽然开始时Q 的加速度较大,斜率较大,又由于机械能守恒,故P 、Q 的末速率相等。
即曲线的末端在同一水平线上,为使路程相同(曲线与横轴所围的面积相同)如图显然Q 用的时间较少。
浅谈图像法在中学物理实验中的应用
浅谈图像法在中学物理实验中的应用摘要:本文在简单介绍图像法的基础上,从图像法能形象直观地描述物理量之间的关系,简化实验和数据处理的方法,减小误差、分析误差的成因,便于实验进行深入分析推导出经验公式四个方面入手,并结合中学物理实验中有特点的实例阐述了图像法在中学物理实验中的应用。
阐述了图像法在中学物理实验中的应用。
关键词:图像法图像法 斜率斜率 截距截距 面积面积物理是一门以实验为基础的学科。
物理学所得出的定律,绝大多数是用实验探索得出来的,也就是通过大量实验来进行观察,实验是学生接受物理知识最符合认识规律的方法,合认识规律的方法,由于物理现象研究是非常复杂的,由于物理现象研究是非常复杂的,由于物理现象研究是非常复杂的,各种因素交织在一起,各种因素交织在一起,各种因素交织在一起,这这就需要我们来简化实验。
在做物理实验时,仅仅记下一些物理量的大小和实验现象是不够的,还需要将测得的数据进行归纳整理,由表及里,去粗取精,运用数学工具,学工具,总结出物理规律,总结出物理规律,总结出物理规律,因此,因此,因此,学生经常被一些繁难的运算和大大小小的实验学生经常被一些繁难的运算和大大小小的实验误差所难倒,误差所难倒,得不出正确的结论,得不出正确的结论,得不出正确的结论,还有些数据在实验中无法直接测得,还有些数据在实验中无法直接测得,还有些数据在实验中无法直接测得,而图像法而图像法能够很好的解决这些方面的问题。
能够很好的解决这些方面的问题。
1.图像法简介物理规律可以用文字来描述,也可以函数式来表示,还可以用图像来描述。
利用图像描述物理规律,解决物理问题的方法就称之为图像法。
图像法通过图像来确定物理量之间的关系,是一种科学探究的基本方法。
来确定物理量之间的关系,是一种科学探究的基本方法。
用图像法来描述物理过程具有形象直观的特点,可以清晰地描述出其变化的动态特征,把物理量之间的相互依赖关系和线性关系、周期性等清晰地呈现出来,通过图像的比较,学生能够较容易的理解物理过程发现物理规律,这种直观印象有时能透过事物的本质,诱使人们做更深入的探讨,利用图像法思路清晰可以使得物理问题简化明了,还能起到一般计算法所不能起到的作用,可以使物理概念得到进一步拓展,而且图像法能将物理学科和其它学科有机地结合起来,启迪学生的创新意识,培养创造能力,提高学生的综合能力。
浅谈图象法在高中物理教学中的应用
一种有效的思维方式图象法在高中物理教学中的应用湖州中学汤国强【文章摘要】:本文着重介绍一种能直观、形象地描绘物理规律、解决物理问题的方法——图象法,从图象的“点”、“线”、“面”、“形”四个层次所含物理意义入手,阐述图像法在中学物理中的应用。
【关键词】:“图象法”斜率截距面积一.方法介绍物理规律可以用文字来描述,也可以用数学函数式来表示,还可以用图象来描述。
利用图象描述物理规律、解决物理问题的方法称之为图象法。
物理图象有很多类型,如模型图、受力分析图、过程分析图、矢量合成分解图、函数图象等。
图象具有形象、直观、动态变化过程清晰等特点,能使物理问题简化明了;更重要的是它能将物理学科与数学、信息技术等其他学科有机地结合起来,增强学生的综合素质能力。
二.把图象法运用于物理教学的意义1.直观形象、简化解题过程:解题一目了然。
如图1,平均速度即中间时刻速度V2中间位置的瞬时速度即面积平分时刻的速度V1象能很快地得出结论V2<V1。
2.演示变化过程,把握变化规律:用图象法来描述物理过程则更直观,可以描述出其变化的动态特征,帮助学生理解物理过程。
例如在分析用挡板挡住光滑斜面上的小球,分析挡板由水平位置转到竖直位置的过程中,小球对挡板与斜面的作用力如何变化时,可根据小球受三力作用平衡的条件:三力必构成一个封闭的矢量三角形。
作动态分析图,如图2,由图示可得出两力的变化是:作用在挡板上的力先减小后增大,作用在斜面上的力一直在增大。
3.用于实验,简化数据处理方法:物理学习离不开物理实验,在物理实验中应用图象法进行数据处理,不仅具有简明、直观的特点,而且还可以减小误差、分析误差的成因。
如测量电源电动势与内阻的实验,探索弹簧弹力与形变关系、利用单摆测重力加速度等。
误差分析首先要明确理论值和实际值的差别.理论值是在最完美的实验条件下得出的,而实际值是我们在实验室测量得到的值,二者有一定的偏差也是难免的,但是我们要知道引起误差的原因:首先明确,我们所做实验所得数据绘制的图象都是实际值,对应坐标轴的物理量都是实际值.A 、 探索弹簧弹力与形变关系理论上:f=G=kx (G 是所挂钩码的重量) 实际上:由于弹簧有重量(G 0)对应的形变量是X 0f=G+G 0=k(x+X 0)=kx+G 0B 、 利用单摆测重力加速度理论上:g=224TLπ即T 2=g L24π=kL 实际上:测摆长有误差典型的有:图象 1 A :若漏加球半径则L 1=L-r 0(L 1是实际测量值,L 是理论值)2=k(L 1+r 0)=kL 1+kr 0图2:若多加球半径则L 1=L+r 02=k(L1-r 0)=kL 1-kr 0图象3 C 、测量电源电动势与内阻的实验 理论上:U=E-Ir 实际上:U=E-(I+vR U)r 二者对比可知在I 一定时实际的电压总小于理论上的电压。
图像法巧解运动学难题教师版.doc
图像法巧解运动学难题教师版图像是表示物理规律的方法之一,它可以直观地反映某一物理量随另一物理量变化的函数关系,形象地描述物理规律。
图像法解题是数形结合思想的体现,根据题意把抽象复杂的物理过程有针对性地表示成数学图像,将物理量间的代数关系转变为几何关系,运用图像直观、形象、简明的特点,来分析解决物理问题,由此达到化难为易、化繁为简的目的。
在运用图像解题的过程中,如果能分析有关图像的物理意义,抓住图像的斜率、截距、交点、面积、临界点等几个要点,常常就可以方便、简明、快捷地解题,达到事半功倍的目的。
一、速度图像速度—时间(v t -)图像描述物体运动的速度随时间的变化规律。
其横坐标表示速度、纵坐标表示时间,其斜率表示速度变化的快慢程度即加速度,而图线与坐标轴所围成的面积表示位移。
利用v t -图像解运动学问题,不但形象直观,而且十分简捷准确。
有些问题可以直接从图象得到答案,有些问题借助于图象只须简单的计算就能求解,还可以纠正解析法的错误。
例1.一物体做匀加速直线运动,一次通过A 、B 、C 三个位置,B 为A 、C 的中点,物体在AB 段的加速度恒为1a ,在B 、C 段的加速度恒为2a ,现测得()/2B A C v v v =+则1a 、2a 的大小为( )A .1a >2aB .1a =2aC .1a <2aD .无法确定解析:此题若用计算法:由2202t v v as -=,得到22112B Av v a s -=,22222C B v v a s -=,因B 为AC 的中点,所以12s s =,为了比较1a 、2a 的大小将其求差:22212122B A C v v v a a s ---=,再将()/2B A C v v v =+代入整理得到:2121()4A C v v a a s --=-<0,故选C若用图像法如下:由题意做出v t -图像,因B 为AC 的中点, 所以12s s =,由图可知AB t >BC t ,()/2B A C v v v =+得到C B B A v v v v v -=-=∆,而1/AB a v t =∆,2/BC a v t =∆,所以1a <2a 。
例谈图象分析法在高中物理力学解题中的应用
例谈图象分析法在高中物理力学解题中的应用上杭县第五中学林强兴摘要:物理图象能将物理概念、性质、规律等直观的呈现,涉及动态过程、物理函数关系、物理语言内涵需要借助图象 传达。
在高中物理力学教学中,图象法解物理题是不可或缺 的助手,本文结合部分高中力学例题,探讨图象法在解题中 的应用形式。
关键词:高中物理;图象法;力学解题;教学探讨图象在高中物理教学中是不可或缺的教学助手之 一。
基于物理图象能直观地呈现物理相关概念、规律、性 质,能从图象中了解动态过程、物理量函数关系、难以理 解的语言等,尤其在解题中这是重要的物理方法。
在多年 的高中物理教学与高考复习备考中,很多力学、热学、电学、光学等物理模块专题知识中,假如一些题目没有运用 图象法去研究分析,将无法深入探讨其中的物理知识,无 法解决题目中的相关问题w。
教师在物理教学中,利用图 象法进行教学,旨在让学生学会“看图说话、用图分析”,养成良好地物理思考、物理解题的习惯。
本文选取部分力 学解题教学中的实例,探讨图象法对解题的实效性,引导 学生学会用图、用图解决问题,提升学生的解题能力。
1图象分析法在动态平衡问题中的应用关于髙中物理力学某块知识体系中的动态平衡问题 一直是重要学习内容,因为涉及力学分析、物体运动过 程、机械能守恒等单一或者综合知识点的考查w。
这类题 目不能采用平衡方程中定量分析方法,需要借助三角图 象分析法。
三角图象分析将具体问题以清楚、明确、全面的展现出来,诸如物体三力作用下的平衡关系存在I:F= 0。
在三力平衡中的矢量三角形是这类题目代表题型。
教师 引导学生遇到这些问题时学会对力进行分析,尝试作出 力学分析图。
例1:如图1所示,用一条绳子通过定滑轮沿竖直光滑的墙壁匀速向上拉动一个黑球,试分析拉力^和墙壁对球的支持力]V的变化情况如何?针对上面这道例题,教师引导学生审题抓住关键词 “光滑的墙壁”与“勻速向上”。
研究黑球不难得知,黑球受 到重力G、拉力F、支持力7V作用,三力呈一个闭合三角形,具体可以作其受力分析(如图2)。
图象法在物理中应用
浅谈图象法在物理中的应用摘要:图象能够把抽象复杂的物理规律有选择地、具体地表现出来,形象直观准确地反映物理量之间的关系,学生可以从图象中方便地看出所求的物理量以及从实验中得出的结论,从而揭示物理本质或规律;更重要的是它能将物理学科与数学、信息技术等其他学科有机地结合起来,启迪学生的创新意识,培养创造能力,提高学生的综合能力。
关键词:图象法分析应用为了学生能适应高中物理的学习,教材里仍然附了很多实物和图象,这些实物和图象在教学过程中不可忽略,它可以起到意想不到的效果。
这些图象有:力学中,力的图示、质点、匀速直线运动的位移图象,速度图象、振动图象、波形图;电学中,点电荷、电场线、磁场线、交变电流的图象;光学中的光路图等等。
这些图象是通过应用物理的方法从实物、从实验中抽象出来的或是应用数学手段总结出来的。
它能够形象的反映物理规律,表达物理知识,更容易理解和掌握。
同时,图象在高考中出现的频率极高,高考试题中均把物理图象作为重要的考查内容,从不同的侧面考查考生观察分析、收集信息、推理判断、作图处理数据和用图象解决物理问题的能力,所以正确运用图象,是备考的重要课题。
一、图象法简介利用图象描述物理规律,解决物理问题的方法就称之为图象法。
图象法通过图象来确定物理量之间的关系,是一种科学探究的基本方法。
图象能够把抽象复杂的物理规律有选择地、具体地表现出来,形象直观准确的反映物理量之间的关系,学生可以从图象中方便地看出所求的物理量以及从实验中得出的结论,从而揭示物理本质或规律;更重要的是它能将物理学科与数学、信息技术等其他学科有机地结合起来,启迪学生的创新意识,培养创造能力,提高学生的综合能力。
二、图象法在物理实验中的应用1.形象直观地反映各物理量之间的关系,简化实验和数据处理例如:在验证牛顿第二定律时,可以用两种方法来进行:一种是逐次增多拉小车钩码的个数,一种是保持小车和钩码的总质量不变,改变拉小车钩码的个数。
从实验中得到的数据作出a-f图线,很容易由图中的一条直线,得出a与f的关系:a∝f。
力学图像的应用
如图42
例4-3在“验证牛顿第二定律”的实验中,实验装置如图 验证牛顿第二定律”的实验中, 甲所示.有一位同学通过实验测量作出了如图乙的A图线, 甲所示.有一位同学通过实验测量作出了如图乙的A图线, 另一位同学实验测出了如图丙中的B图线.试分析: 另一位同学实验测出了如图丙中的B图线.试分析:
如图所示是汽车牵引力F和车速倒数1/V 如图所示是汽车牵引力F和车速倒数1/V的关系 1/ 图象,若汽车质量为2 kg, 图象,若汽车质量为2×103kg,由静止开始沿 平直公路驶,阻力恒定,最大车速为30 30m 平直公路驶,阻力恒定,最大车速为30m/s, 则在车速为15 15m 则在车速为15m/s时汽车发动机功率为 _________w _________w;该汽车做匀加速运动的时间为 ________s ________s.
水平速度为V 质量为m 例 3 - 2 水平速度为 V0, 质量为 m 的子弹击中并穿 过放在光滑水平地面上的木块, 过放在光滑水平地面上的木块 , 若木块对子弹 的阻力恒定, 的阻力恒定,则下列说法正确的有 ( ) A:子弹质量m越大,木块获得动能越大 子弹质量m越大, B:子弹质量m越小,木块获得动能越大 子弹质量m越小, C:子弹速度V0越大,木块获得动能越大 子弹速度V 越大, D:子弹速度V 越小,木块获得动能越大, D:子弹速度V0越小,木块获得动能越大, 子弹速度
例3-3如图所示,长为L的木板静止在光滑水平面上,木 如图所示,长为L的木板静止在光滑水平面上, 板与木块之间有摩擦,当木块以Vo冲上木板, Vo冲上木板 板与木块之间有摩擦,当木块以Vo冲上木板,恰好滑至 板的最右端,若将木板分成等长的a 两块,并排放置, 板的最右端,若将木板分成等长的a、b两块,并排放置, 木块以Vo冲上木板, Vo冲上木板 木块以Vo冲上木板,在以后的过程中 ( )
浅谈在高中物理教学中图象法的作用
浅谈在高中物理教学中图象法的作用【摘要】图象法在高中物理教学中扮演着重要角色。
它不仅促进了学生的认知能力,还提升了他们的实践能力和问题解决能力。
图象法能激发学生的学习兴趣,培养创新思维能力。
在教学中,图象法是不可替代的,未来应进一步强调其重要性。
通过图象法,学生能够更直观地理解抽象概念,从而更好地掌握物理知识。
教师应结合具体案例和实验,引导学生运用图象法进行学习和思考,激发他们的学习潜能和创造力。
图象法不仅是一种教学手段,更是高中物理教学中不可或缺的重要组成部分。
【关键词】关键词:图象法、高中物理教学、认知能力、实践能力、问题解决能力、学习兴趣、创新思维能力、不可替代性、强调重要性。
1. 引言1.1 图象法在高中物理教学中的重要性在高中物理教学中,图象法是一种重要的教学手段。
通过图象法,可以将抽象的物理概念和理论用直观的图片、图表或图像表示出来,使学生更容易理解和掌握知识。
图象法可以帮助学生建立起对物理世界的直观认识,使抽象的物理概念更加具体化。
在学习物理知识的过程中,图象法可以帮助学生更好地理解物理现象和规律,激发学生的学习兴趣,提高学习效率。
图象法在高中物理教学中扮演着重要的角色,对学生的认知能力、实践能力、问题解决能力、学习兴趣以及创新思维能力都有着积极的促进作用。
在教学中,教师应充分利用图象法,将抽象的物理概念通过图象形式呈现给学生,引导学生对物理知识的理解和掌握,提高教学效果。
1.2 图象法对学生的认知能力的促进图象法可以帮助学生构建起一种直观化的思维方式,使抽象的物理概念变得更加具体和形象化。
学生可以通过观察图象,直观地理解物理规律,培养自己的逻辑思维和分析能力。
这对于提高学生的学习效率和深化对物理知识的理解至关重要。
图象法还可以激发学生的学习兴趣,让学生在探究和研究的过程中感受到学习的乐趣。
通过观察和分析图象,学生可以自主地提出问题、找出解决方法,培养他们的创新和探索精神,提高他们的学习主动性和自我学习能力。
图象法在高中物理解题中的应用
图象法在高中物理解题中的应用作者:陈亚星来源:《理科考试研究·高中》2014年第07期高中物理教学过程中,会遇到很多需要运用图象构图法进行物理问题分析和解答,例如原子物理学,热、力学等多种信息的复杂物理问题.利用图象解题法,让学生在图象中找到能够解决物理问题的信息,从而使学生能够达到快速、高效的解决物理难题.合理恰当的运用图像解题法,有利于提高高中生感官能力,同时培养学生能够把图象信息转化为文字语言思维的解读能力,让学生在绘制正确图象过程中,理清解题思路,找到解题方法,随之对其相关问题进行正确解答.图象解题法是物理语言的一种,在物理教学实践中具有多种解题优势,其主要表现文字形象化、问题直观化、解题思路简明化等方面,有助于深入理解物理概念,强化高中生在学习物理过程中解题思维能力及动手能力,培养提高学生物理学习兴趣及生活审美情趣.让图象解题法成为物理解题的首选必要条件,帮助学生更加清晰的分析物理问题,提高复杂物理问题的解题正确率,让学生能够充分理解物理相关特性,有利于学生日后有效的解决好实际生活问题.本文将根据苏教版高中物理素材教学案例,利用图象解题法进行案例分析.其主要问题和图象解题措施如下.1. 运用图象解题法解决物理量之间的关系一般情况下,物理问题中量与量之间都具有相互约束的存在关系,采用传统解题手段,只会增加学生的不解和困惑感,若构建合理的图象表,将物理问题中各量、数关系用图像表绘制出来,同时可根据实际情况将其转化为三维几何关系,让高中生更加直观的看出问题所在,明确解题思路,促进学生充分吸收消化物理课堂所学知识,提高解题水平,培养学习兴趣.例题一个质量为0.4kg的铁球,此铁球以4 m/s的平均速度匀速向左移动,该铁球在移动过程,突然碰到一堵墙壁被弹回,然后继续以相同速度向右移动.问:该铁球受到撞击后动量有没有发生改变,若改变,变量值为多少?解如图1所示,取铁球匀速向左的方向为正方向,碰撞发生前铁球速度为υ=4m/s,所以碰撞发生前铁球的动量是P=mυ=0.4×4kg·m/s=0.8kg·m/s.经过墙壁碰撞后铁球的速度为υ′=0.4m/s,碰撞后钢球的运动量为p′= mυ′=-0.4×4kg·m/s=-0.8kg·m/s.Δp=p′-p=-0.8kg·m/s-0.8kg·m/s=-0.16kg·m/s.所以动量变化.2. 运用图象解题法解决运动学问题运动学问题是高中物理教学中必然会遇到的常见问题,与实际生活息息相关.研究一个物体的运动变化情况,首先要选取一个合适的参照物,然后按照其规定解题模式进行逐步运算,过程较为复杂繁琐.若利用图象解题法,形象的表示出物体运动规律,直观绘制出运动过程,利用图象的斜率、面积、交接点等物理知识点,进行合理的分析和计算,让运动问题简明化.例题据图2所示,某物体从某一高度在静止状态下,沿两条光滑路径AB以及ACD同时滑落到高度相同的B点和D点.问:两条路径长度相等情况下,物体到达B点和D点的用时关系.解根据题意绘制出图3物体运动情况,直线是物体AB间的匀速运动,曲线VfACD说明是逐渐减小的加速运动,图3同时符合物体最后速度相等,及AB和ACD与时间轴面积相等的两项要求,根据图3中所示的速度-时间图象的特点,可以快速算出AB和ACD与时间轴面积,即位移大小,由此得知AB和ACD位移相等,tACD<tAB.3. 运用图像解题法简化抽象的物理问题高中物理教学中,绝大多数物理问题的解决措施都是利用综合法分析计算得出正确答案.但因其计算步骤太繁杂.图象解题法是将抽象物理问题简单化的有效解题手段.例题一架飞机,在A同学头顶飞过,A同学看不到飞机机身,但可以听到声音同时飞机在与地平线约成60°角的A同学前上方.问:此飞机飞行速度约是声速的多少倍?解据图4所示,先假设飞机飞过A同学头顶时,与地面距离为h,声音传到地面的时间为t,声速为v0,计算公式为h=v0t.同时在此t时间内,假设飞机继续飞出x,飞行速度为υ,则x =vt,两公式比较得出v∶v0=x∶h=cot60°=0.58,从而飞机飞行速度大概是声速的0.58倍.图象解题法能够更形象直观的表述出复杂繁琐抽象的物理问题,根据图象中各种物理意义的数据信息,进行合理的定性分析以及准确的定量计算.是提高高中学生物理学习效率,和学习兴趣的有效教学手段,值得在苏教版高中物理课堂教学中广泛应用及推广.。
浅析图象分析法在高中物理力学解题中的应用
浅析图象分析法在高中物理力学解题中的应用作者:汪家磊来源:《新一代》2018年第19期摘要:图像分析法是指将高中物理知识中的抽象问题形象化、具现化的方法,高中生利用该方法解决物理力学问题,能够从整体上理解两个物理量之间的定量或定性关系。
本文主要阐述图象分析法在高中物理重力学、弹力学和摩擦力学中的应用,希望可以帮助高中生找到解决物理力学难题的突破点,有效提高物理成绩。
关键词:图象分析法;重力;弹力;摩擦力当高中生利用图像分析法解决物理力学难题时,需要从图像横纵坐标的物理意义寻找解题思路,比如图像中的线、点、截距、斜率、面积等。
高中生利用图像分析法分析、解决物理力学问题,能够在提高解题速度的基础上保证准确率,不仅可以有效避免复杂易错的计算过程,还可以解决一些计算无法解决的问题。
一、图象分析法在重力学中的应用高中物理力学中指出改变物体运动状态,促使物体产生形变的相互作用力是力,力是矢量,既有大小又有方向;重力的概念是指物体因受到地球吸引而发生状态改变的力,重力公式为G=mg(g=9.8N/kg),它的方向为垂直向下。
高中物理重力学中包含许多概念性和定理性内容,大多数重力学问题都是基于这些概念和定义展开,如果高中生在学习重力学知识时,不能将基础概念内化,在解题时就会出现概念定理混淆的问题,导致解题思路偏差,影响最终结果的准确性。
图像分析法能够帮助高中生将物理力学的抽象知识点转化为形象图像,对提高理解能力与分析能力具有积极影响。
例如,“世界跳高历史在100年内发生了五次变革,顺序依次是跨越式、剪式、滚式、俯卧式和背越式,背越式是当前的最新跳高姿势,图1是跨越式、俯卧式和背越式的跳高姿势示意图,问在姿势变化的过程中重力发生了什么变化。
”根据图片分析,我们可以得知,运动员采用不同的跳高姿势,其重心距离横杆的距离各不相同,跨域式跳高姿势的重心距离横杆大约有几十厘米的距离,俯卧式与背越式的重心相对较低,背越式的重心甚至可以处于横杆下方。
图象法在解决力学问题中的应用
图象法在解决力学问题中的应用物理图象法是运用数学图象,比较直观形象地展示物理规律,解决问题的一种重要方法。
它有助于启迪思维,提高学生分析问题、解决问题的能力。
有些物理问题用解析的方法无法或很难解决或解题过程很繁杂,这时图象法往往是解决问题的捷径,常给人以柳暗花明之感。
现举实例如下:【例1】甲、乙两人在长为L=84m 的水池里沿直线来回游泳,甲的速率为V 1=1.4m/s ,乙的速率为V 2=0.6m/s ,他们同时分别从水池的两端出发,来回共游了t=25min 时间,如果不计转向的时间,那么在这段时间内他们共相遇了几次?若他们同时从同一端出发,那么在上述时间内,他们共相遇了几次?〖分析〗本题中由于甲、乙二人都在往复运动,用解析的方法求解相遇次数,解答过程相当繁琐,且易出错。
若作出二人运动的位移-时间图象,用图象法求解,则简洁明了。
求解过程如下:解:设甲、乙二人从游泳池的一端游到另一端所用时间分别为T 1、T 2,则T 1=min 1604.1841===s s V L , T 2=min 1min 14031376.0842====s s V L 比较T 1、T 2可得7 T 1 =3T 2,所以经14 T 1(或6 T 2)即14min 时间甲、乙第一次同时回到各自的出发点。
以甲的出发点为位移参考点(1)甲、乙二人同时分别从游泳池的两端出发,则甲、乙二人的位移-时间图线分别如图1中实线和虚线所示。
在0~25min 时间内两图象的交点的个数即为甲、乙二人的相遇次数。
由图象可得,在0~14min 时间内二人相遇14次,由于14min 时两人同时回到各自的出发点,故14min ~25min 时间内二人重复0~11min 时间内的运动,相遇11次,所以25min 时间内二人共相遇25次。
(2)若甲、乙二人同时从同一端出发,用图象法亦可求得二人在25min 时间内共相遇21次。
甲、乙二人的位移-时间图线分别如图2中实线和虚线所示(解答过程不再累述)。
浅谈图像法在物理教学中的应用
2013-12方法交流物理规律和解决物理问题的方法可以用语言来描述,也可以用数学函数式来表示,还可以用图像来描述。
利用图像描述物理规律、解决物理问题的方法称之为图像法。
图像包含的信息内容非常丰富,对培养学生的“数形结合”能力和提取“信息”的能力有较好的促进作用,还具有形象、直观、动态变化过程清晰等特点,能使物理问题简化明了。
更重要的是它能将物理学科与数学、信息技术等其他学科有机地结合起来,提高学生的综合素质。
一、图像在物理教学中的作用图像这种特殊“语言”,包含的信息内容丰富,对培养学生的“数形结合”能力和提取“信息”的能力,都有较好的促进作用,也能使物理学科与数学及其他学科有机地结合起来,提高学生的综合素质。
1.形象直观、起到简化解题过程的作用:图像解法不仅思路清晰,而且直观、形象,可使解题过程得到大大的简化,比解析法更巧妙、更灵活。
例如,在比较匀变速直线运动中的中间位置和中间时刻的速度的大小关系时,用v-t图像解题可以一目了然。
2.用图像演示物理变化过程,可以把握好物理变化规律:用图像法来描述物理过程则更直观,可以描述出其变化的动态特征,帮助学生理解物理过程。
例如,对于机车等交通工具问题,结合P=Fv 可知机车启动问题,可分为两种运动类型,即恒功率启动和恒加速度(恒力)启动,利用v-t图像可以清晰地表现机车的运动特点,前者先做加速度逐渐减小的加速运动,最后做匀速直线运动,从v-t 图像上看,开始是向下倾斜的曲线,然后是平行于t轴的直线;后者先做匀加速直线运动,接着做加速度逐渐减小的加速运动,最后做匀速直线运动,从v-t图像看先是倾斜的直线,然后是向下倾斜的曲线,最后是平行于t轴的直线。
3.把图像应用到物理实验中,可以简化实验数据处理的方法:在物理实验教学中应用图像进行数据处理,不仅具有简单明了、形象直观的特点,同时还可以减小误差,更有利于分析误差的形成原因。
例如,“利用伏安法(电流表相对电源外接,滑动变阻器起限流作用)测量电源电动势及内阻”,此实验可以用图像法求电动势和内阻:具体方法,建立直角坐标系,根据实验数据作出U-I图像,为了减小误差可以从图线上任取两点求图线的斜率,斜率,而图线的纵截距为电动势E,这种方法比较实用,且能减小偶然误差。
图象法在高中物理中的规律及应用
图象法在高中物理中的规律及应用图象法在高中物理中的规律及应用物理学除了用文字表述和公式法来研究物理的概念、定义、定理和定律外,图象法也是一种研究物理的重要方法,原因是图象法对研究物理有其独特的优越性,本文就来谈谈图象法在高中物理中的一些规律及应用。
一、图象法的在高中物理中常见类型及规律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。
这种类型是物理学上用得最多也是最重要的一种,它既可以用来进行定性研究,也可以进行定量研究物理量间的关系。
凡是用比值法定义的物理量都可以用此类图象的斜率来表示。
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。
主要集中在力学部分的简谐运动的图象和波动图象、电学部分的交流电各物理量(如e、i、u等瞬时值)与时间的关系图象和振荡电路中的各物理量(如q、i、E、B等瞬时值)与时间的关系图象。
此类图象的特点是具有周期性。
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。
当然还有其它的,如匀变速直线运动的s-t图象等,但因为其图象为曲线不便定量研究,大多为定性研究两物理量的关系。
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。
但此类图象都可以转换成线型,故此类较少用。
此外还有其它一些类型如方型、锯齿型等,这些一般只在特定的环境下使用,这里就不一一介绍了。
二、图象法的优越性1、利用图象描述物理过程更直观从物理图象可以更直观地观察出物理过程的动态特征,清晰地表达物理过程,正确地反映物理规律。
2、利用图象解题可以使解题过程简化,思路更清晰,比解析法更巧妙、更灵活。
在有些情况下运用解析法可能无能为力,用图象法可能使你豁然开朗。
例1: 一个固定在水平面上的光滑物块,其左侧面是斜面AB ,右侧面是曲面AC 。
已知AB 和AC 的长度相同。
两个小球p 、q 同时从A 点分别沿AB 和AC 由静止开始下滑,比较它们到达水平面所用的时间A.p 小球先到B.q 小球先到C.两小球同时到D.无法确定解析:可以利用v -t 图象(这里的v 是速率,曲线下的面积表示路程s )定性地进行比较。
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浅谈图象法在解决力学及运动学问题中的运用
赵洋君邵阳市绥宁县第二中学考号:0510250111 用图象法解题是高中物理解题方法中的一种重要解题方法,掌握并能灵活应用到具体问题中去能使我们的解题能力得到提升,更能使我们能够在解决难题的过程中能够胸有成竹,从容不迫,进而能顺利、快捷、清晰的解决它。
图象的特点为是具有直观性和形象性,可以直观地把自变量和因变量的依赖关系表示出来,使过程清晰,明了,更易于理解,因此,图象在揭示物理规律及物理量间的关系方面占有重要地位,同时在高考能力要求中就有“能运用几何图形函数象进行表达分析”的要求。
应用图象处理问题的关键是,搞清在物理现象及过程中的变化,弄清物理规律或物理量间的函数关系,进上步谭就是必须明确横纵坐标物理量的物理意义和单位大小,明确有关斜率截距,面积所表示的物理意义,在运用图像法处理问题时,先把具体问题抽象为一个物理模型,分析出物理状态的变化,然后转化为数学模型,画出图像进而分析解决问题。
图象在计算题目中大有运用,在计算题目中往往有此问题用物理规律列议程难以解答或难以确定物理量间的关系时,用图象法能一目了然,有些问题结合图象去分析物理过程,会使解题思路清晰畅通,对物理情景更易理解对解题大有好处,下面就一具体问题运用图像法进行分析。
如图所示,一颗子弹从小孔竖直向上依次穿过甲、乙两木块,当甲木块到达最高点时,乙木块与甲木块的距高以为1.25m,速度Vt5/m,已知乙木块的质量Mv为4㎏,子弹穿过乙木块的时间为0.01S,子弹在两木块中所受阻力f恒定,子弹进入乙木块之前,甲、乙两块的速度相同。
(g取10m/s2)
问:(1)求阻力f的大小
(2)在子弹进入乙木块到穿出乙木块这段时间内,乙木块上开的高度h。
在本题中没有给出子弹的质量m ,又没给出甲木块的质量m
甲
,更没有提供子弹穿过甲、乙两木块前后的初末速度,条件似乎不够同,似有“巧妇难为无米之炊”的感觉。
但是巧妇却会“打米下锅”对于此类问题既要想方设法弄清题述的物理情景与物理过程寻找解题的突破口、入手点,又要选择合适的物理模型,物理规律和解题技巧,正确规范的解决问题,仔细认真的分析甲、乙两木块的受力情况与运动情况是解答本题目的关键所在;同时作出该物理过程中各物体运动状态及受力变化的图象,将使得解决问题时清晰明了,如虎添翼,现在将甲、乙两木块的物理过程,受力情况和运动情况列表如下:
在清楚耻述物理过程及运动状态之后,可根据上述分析作出甲、乙两木块运动
的速度V-时间t示意图象如图2所示的图象可知:(1)在t+t时刻,乙木块和
甲木块的速度之差(V
乙- V
甲
)应为5m/s。
(2)图中梯形“阴影面积”的数值等于甲木块运动到最高点时,乙木块与甲木块的距离h,期值据题为1.25m.
在时间内,对甲、乙两木块分别应用匀变速真线运动的规律得:
而其实图2中的梯形是由一个三角形和一个平行四边形构成,它们阴影面积之和应为1.25m.。
故有代入数值可解得到
解决,将的数值代入①②两式即得V
乙=7.45m,∴V
甲
=2.45m。
在子弹进入乙木块至穿出乙木块这段时间内,乙木块上升的高度h应为图3中
梯形“阴影面积”的数值。
所以h=
通过对上一问题进行的分析解决后,我们可以得出用图象法解题的一般步骤。
①认真审题,从题目中所需求解的物理量,结合具体相应的物理规律确定所需的横纵坐标表示的物理量。
②根据题目意,找出物理量的制约关系,结合具体的物理过程和相应的物理规律作函数图象。
③由所用图象结合题意,运用函数图象或几何图形进行表达,分析和推理从而找出相应的变化规律,再结合相应的数学工具(即方程)求出相应的物理量。