中学物理图像和作图的分析及妙用
中考物理作图知识点总结
中考物理作图知识点总结在学习物理的过程中,作图是非常重要的一部分,它可以帮助我们更直观地理解和解释各种物理现象。
在中考物理中,作图是一个重要的考察内容,下面就来总结一下中考物理中常见的作图知识点。
1. 直线图直线图是最基本的作图方式,它可以用来表示两个变量之间的线性关系。
在作直线图的过程中,首先需要绘制坐标轴,然后根据实验数据绘制点,最后通过线性拟合得到一条直线。
直线图的斜率可以帮助我们求解一些物理量,比如速度、加速度等,因此掌握直线图的绘制方法和斜率的求解方法非常重要。
2. 曲线图曲线图可以用来表示两个变量之间的非线性关系,比如指数关系、对数关系等。
在绘制曲线图的过程中,我们通常会用对数坐标轴来表示数据,然后根据实验数据绘制点,最后通过曲线拟合得到一条曲线。
掌握曲线图的绘制方法和曲线拟合的方法可以帮助我们更好地理解各种非线性关系。
3. 误差处理在实验中,测量值往往会存在一定的误差,因此在作图的过程中需要对误差进行处理。
常见的误差处理方法包括用误差棒表示测量值的范围、用最小二乘法对实验数据进行拟合以减小误差等。
掌握误差处理的方法可以帮助我们更准确地分析实验数据。
4. 图解物理问题在中考物理中,经常会出现一些与作图相关的物理问题,我们需要通过绘制图形来解决这些问题。
比如,用速度-时间图解释加速度的概念、用力-位移图解释功的概念等。
因此,掌握作图的基本原理和方法非常重要,可以帮助我们更好地理解物理问题。
总之,作图是中考物理中的重要内容,通过掌握作图的基本原理和方法,我们可以更好地理解和解决各种物理问题。
希望以上总结对你有所帮助,祝你在中考物理中取得好成绩!。
初中物理教学中物理图像的分析与应用策略
初中物理教学中物理图像的分析与应用策略一、引言初中物理教学是培养学生物理基础知识和技能的重要阶段,而物理图像作为物理教学的重要组成部分,对于帮助学生理解物理概念、规律和方法具有重要的作用。
本文旨在探讨初中物理教学中物理图像的分析与应用策略,以期提高初中物理教学的质量和效果。
二、物理图像的概念和种类物理图像是指用图形方式表达物理概念、规律和方法的一种工具,它通过直观、形象的方式将物理量之间的关系表达出来。
在初中物理教学中,常见的物理图像包括位移-时间图像、速度-时间图像、功率-时间图像、电阻-电压图像等。
这些图像不仅可以帮助学生更好地理解物理概念和规律,还可以帮助他们掌握数据处理和分析的方法。
三、物理图像的分析与应用策略1.理解图像的基础知识:教师在教学中应该引导学生掌握物理图像的基本概念、符号表示和绘制方法。
同时,应该让学生了解图像中的关键点和线段所代表的意义。
2.结合物理概念进行分析:教师在教学中应该将物理图像与物理概念相结合,引导学生分析图像中反映的物理量之间的关系,从而更好地理解物理概念和规律。
3.培养数据处理能力:物理图像中蕴含着大量的数据信息,教师应当注重培养学生的数据处理能力,让他们学会通过图像分析数据、提取信息,进而解决问题。
4.强化应用实践:教师应当提供足够的实践机会,让学生在实际操作中掌握物理图像的应用方法。
例如,可以让学生自己绘制和解释图像,或者通过解决实际问题来应用物理图像。
5.注重学生思维能力的培养:教师在教学中应该注重培养学生的思维能力,让他们学会从图像中挖掘隐含的信息,发现潜在的问题,提出有效的解决方案。
四、具体案例分析以下是一个具体的案例,通过分析速度-时间图像来探讨物理图像的应用策略。
案例:一位学生在做跑步锻炼时,记录了在不同时间段内的速度(单位:米/秒)。
他将这些数据绘制成速度-时间图像(如图1),并请教师分析。
图1:学生跑步锻炼的速度-时间图像针对这个案例,教师可以从以下几个方面进行分析和应用:1.引导学生理解图像的基础知识:教师首先应该让学生了解速度-时间图像的基本概念和符号表示,并让他们明确图像中各个时间段所代表的时间和速度。
物理图像在高中物理教学中的应用分析
物理图像在高中物理教学中的应用分析
物理图像在高中物理教学中有着广泛的应用。
图像是将抽象的物理概念进行可视化展示的工具,可以更好地帮助学生理解物理现象和物理学中的规律。
以下是物理图像在高中物理教学中的应用分析。
一、动态图像的应用
动态图像在高中物理教学中的应用非常广泛。
例如,学生在学习运动学知识时,通过观看动态的物理图像,可以更加直观地理解速度、加速度等概念。
在学习动力学知识时,通过观看动态的物理图像,可以更加清晰地了解牛顿第二定律、万有引力定律等规律。
此外,通过学习物体在空气中的运动状况,学生可以更加深入地了解空气的阻力对运动的影响,同时也可以了解到电磁力的作用等等。
模拟图像是指通过计算机仿真等方式,将物理现象呈现给学生的图像。
这种图像在高中物理教学中的应用也越来越广泛。
例如,在学习音叉振动时,可以通过模拟图像展示音叉振动的过程,帮助学生更加直观地了解振动的频率、振幅等概念;在学习光学原理时,可以通过模拟图像展示光线的传播路径,帮助学生更好地了解反射、折射等光学现象。
总之,物理图像在高中物理教学中的应用非常广泛,既可以帮助学生更加直观地理解物理现象和物理学中的规律,也可以激发学生学习物理的兴趣和热情,为学生的未来学习打下坚实的基础。
谈图像在中学物理中的作用
谈图像在中学物理中的作用ﻭ物理规律通常有下列几种表达形式:文字叙述、数学公式和函数图像.对前两种方式一般都比较重视,而对利用图像来研究物理规律,却往往容易忽视,图像具有形象直观、物理动态过程清楚等优点,并能把三种表达形式有机地统一起来。
因此,培养自己作图、识图和分析图像的能力,并把它作为一种数学手段自觉地运用,对我们认识物理规律,理解物理概念,都是十分必要的.在中学物理中,图像的作用基本上可以概括为以下几个方面。
1。
根据实验数据作出函数图像,通过图像分析去探索、总结物理规律,并由图像的性质、特点作出问题的解答。
例如:通过实验测得的数据作出的海波的熔解和凝固图像,去研究晶体在物态变化过程中的变化规律。
1所示:AB段表示海波处于固态, BC段表示熔解过程,这时是固液共存状态, 熔点为78℃, 熔解过2. 利用图像程为4min, CDE段表示液态,以后又凝固等.ﻭﻭﻭ上某一点的切线的斜率去求一个物理量对另一个物理量的变化率。
例如:利用位移时间图像,可求位移对时间的变化率。
利用速度时间图像,可求速度对时间的变化率,即加速度。
ﻭ3.利用图线下面所围成的面积可求一物理量对另一物理量的积累效果。
ﻭﻭ例如利用速度时间图像可求位移大小.2所示,图线下面所围的阴影部分的面积即为物体运动的位移大小.4s内物体的位移大小为S =(510) 4 /2= 30(m) 。
又如利用力-—位移图像可计算力所做的功等。
ﻭ4.利用图像上的点与坐标的对应关系,可由一个物理量求得另一个相关的物理量。
ﻭﻭﻭ 5. 利用图像上交点的坐标值求解问题。
由图像与坐标轴的交点或两个图线的交点所表示的意义去寻找问题的解时,都可以从交点坐标中的一组数据中获得。
例如利用电路的路端电压随电流强度变化的图像与纵轴和横轴的交点,可求得电源的电动势和内电阻。
3所示:ε= 1。
5V, r=△u /△ I=(1. 5-1. 2) /0。
6 =0. 5。
中学物理图像和作图的分析及妙用
课堂违纪的学生,同大声训斥相比,这种批评方法更容易接受 ,且不影响 参考 文 献 : 其 他学 生 的注意 力 。无声 语 言可 以辅助 有 声语 言 ,还可 以美 化教 师 的形象 。 [ 1 】 《 课 堂教学技 能》王唏著 福建教育出版社 正所 谓 “ 此 处无 声胜 有 声” , 因此 ,教 师在 课堂 中要充 分 运用 无 声语 言 , 以 [ 2 】《 学会教学》 肖锋著 浙江大学出版社 提 高课 堂教 学 的实效 性 。 [ 3 】《 积极心理学》任俊著 上海教育 出版社 教 学语 言是 教 师的 职业 语言 。教学 语言 是 教师 与学 生沟 通 的纽 带 ,为 [ 4 】 《 课堂教学新视野》 徐建成著 南京师范大学出版社 学生 与课 本 之 间的对 话架 设 了桥 梁 ,是教 学 内容 的载 体 。苏 霍姆 林斯 基 认 [ 5 ]《 优 秀教师的课堂艺术 》 ( 美 )罗曼斯 科 尔伯格著 刘欢译 中国青年 为教 学语 言 很大 程度 上 决定 着学 生在 课 堂上 的脑 力 劳动 的效 率 ,高度 的 语 出版 社
福建
南安
3 6 2 3 4 1)
内电阻 r 。④ 、面积 :例如对 应 于任一 点 B 有 输 出功率 P =I UB ,可见 四 边形 B I OU B 面积 为 电源 的输 出功率 :电源总 功率 P =e I ,对应 四边 形 £ OI C 的面积 ;而 四边 形 s U B B C的面 积 为电源 热耗 功率 P r = P — P =I s . r u B =I r 。 ⑤ 、 比值 :图线 上任 一点 B对 应 的 u和 I 的 比值 为此 时外 电路 的 电阻 R = U / I ,⑥、变化规律:例如随着 I 的增大 ,外电阻 R的减小;路端电压 u在 减 小 ,电源 的总功 率 P 在 增大 ,电源 内耗功 率 P T 在 增大 ,电源 输 出功 率 P 是先 增大 后减 小 。 二、 “ 用图 ”教 学重在 利 用图像 特点 进行 方 法教育 1 、类 比“ 貌 似” 图像 ,抓 区别 实施 “ 简 语” 教学 振动 和波 中 的图象 较 多,振 动 图象 X . t 图和 波 的 x . Y 图常令 初学 者 混 淆 ,为此 ,可 在 图 1 - 2 A 中 的 X- t图对质 点 在 A 时刻 的运 动 方向采 用 “ 等一 的 比喻, 因为下 一 时刻质 点将 向上 运动 学生 进行 “ 识 图 、用 图 、画 图” 的针 对性 训练 ,并 同时注 意 这三 个 环节 的相 下” 互 依 存关 系 ,抓 典型 实例 ,深入 讨论 图象 反 映 的问题 。总复 习 时应组 织 图 L V + 像 专 题讲 座 ,归 纳总 结经 验 。对 图象 的教 学 ,不 仅仅 是传 授 知识 ,更 重 要 X 的是 教会 学生 利用 图象解 决 问题 的方 法 。从物 理 学的 历史 发展 来 看 ,科学 家 们 经过 实验 、采 集 数据 、绘 制 图象 、计 算研 究 从而 得 出成果 的 物理 典范 不 胜枚 举 。 图象本 来 就是 经典 物理 大 厦不 可缺 少 的基 石 。因此 ,对物 理 图 0 像 的 教学 也存 在着 基础 知识 和基 本 能力 的拓展 。 … 图1 - 2 A \ /, A “ 识 图” 教学 重在 抓 图像 的共性 1 、要 让 学生 理解 物理 图像 的 内涵 : 对波 的图 1 . 2 B中 x — Y 图质 点 A 的运 动方 向采 用“ 追前 面” 的比喻 ,因 物 理 图像 的内涵 一般 包括 : ①、 弄 清坐 标轴 所代 表 的物 理量( 包 括单位 ) 、 简语” 即简 单语 言 ,这种 教学 方式 对 图象 原 点及 坐标 上 一些特 殊 点的含 义 :② 、弄清 曲线 与坐 标轴 的交 点( 截 距) 、曲 为 下一 时刻 质点 A 将 向下 运动 。“ 描 述生 动 ,学生 容易 印象深 刻 ,便 于区 分记忆 。 线 的斜 率 、 曲线上 点 的切线 的斜率 的物 理含 义 ;③ 、 图像 曲线 所代 表 的物 2 、注意 图像 教学 内容 前后 的联 系,教学 层次 要逐渐 递进 ,做好 内容 铺 理 过程 是什 么 ?其 过程 的特 点 是什 么 ?④ 、 图线 与坐标 轴 所 围区域 的面 积 数 值的 物理 含义 是 什 么 ?⑤ 、 如何运 用 物理 图 像表述 物 理 情景 ,特 别是 帮 垫 ,使 认识 螺旋 式上 升 ,利用 图象进 行 想象和 推 理 这一 方面 主要 表现 在 : 助 学生 理解 物 理中应 用 最 多的直 角 坐标 系 中图象 的物理 意 义 ,尤其 要抓 直 ①用 图像表述物理过程后 ,依据图象找出已知条件,再结合相关物理 线形 图象 的共性 。 规律 推 出正确 结论 。 2 、“ 识 图” 基础 教 学举 例和 训练 例3 、如 图 1 - 6所 示 ,是表 示交 流 电的 电流随 时 间变化 而变 化的 图象 , “ 识 图” 的教 学在 “ 恒 定 电流 中关于 全 电路 的 u - J 图像” 中体 现较 全面 。 那 时学 生 已经 学 习过 热学 ,对 “ 识图” 已经 有 了一 定 的基 础 ,对 图象 进 行研 究 此 交流 电 的有兴 ( 福建省南安市五星 中学
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。
图像在分析物理问题中的应用
学科: 物理 年级:高三本周教学内容:图像在分析物理问题中的应用 一. 中学物理学习中的图像图像是研究和分析物理问题的重要方法. 图像能直观和定量反映出相关物理量间的对应关系和数量变化关系. 我们学过的图像有: 速度时间图像; 位移时间图像; 振动图像; 波动图像; 伏安特性曲线; 路端电压与电流的关系图像; 交流电变化规律图像等. 有些图像的斜率、面积具有一定的物理意义, 如位移时间图像中图线的的斜率表示运动物体的速度; 速度时间图像中图线的斜率表示运动物体的加速度, 图线与横轴所围面积在数值上与运动物体的位移相等.在直角坐标系中, 纵轴表示力F , 横轴代表时间t , 画出的图像是力与时间关系图像, 如图1所示. 把前面的知识用来分析力与时间关系图像, 如果恒力F 1作用在物体上, 则F 1在时间t 内对物体的冲量F 1 t 与图中矩形矩形面积abto 相等, 也就是说力的图线与横轴所围面积在数值上与力的冲量相同. 同理, 变力F 2在时间t 内的冲量与∆oct 的面积相同.同样道理, 在直角坐标系中, 用纵轴代表力F, 横轴表示位移s,画出的图像就是力与位移关系图像. 一个劲度系数为k 的弹簧, 弹力F 与弹簧的伸长x 的关系图像如图2所示. 弹簧伸长x, 则外力对弹簧所做的功就是∆oax 的面积, 即W =221kx . 这个图也有人称为示功图.下面我们用图像分析一个问题.例题1. 静止在水平面上的物体,先后两次分别用水平恒力F 1、F 2作用一段时间后撤去外力, 物体从静止开始运动, 最后又静止.两次物体运动的位移相等. 已知F 1 > F 2, 比较两次恒力对物体的冲量, 以下说法正确的是 ( ) A. F 1的冲量大 B. F 2的冲量大C. F 1和F 2的冲量相等D. 无法比较分析: 由题可知, 这是利用动量定理研究动量改变与冲量关系的问题. 物体从静止开始运动, 最后又静止, 物体的动量改变等于零. 由于已知量太少, 用理论推导会很麻烦. 我们可用图像分析.首先画出力F 1作用在物体上的速度时间图像. 物体在力F 1与摩擦力f 作用下以加速度a 1做匀加速直线运动, 经一段时间后撤去F 1, 物体因摩擦力作用做匀减速直线运动, 加速度为a (a =f /m ), 画出草图如图3a 所示. 运动总时间为t 1.tFoa bcF 1F 2 图 1 x F xoa Ft v t o a 1 图 3a a t v t o a 1 图 3b tv t o a 1 图 3ca a a 2 t a 2 a以F 2作用在物体上时, 产生的加速度a 2.由于F 1>F 2, 肯定有a 1>a 2, 撤去F 2后减速时摩擦力大小与前面相同, 产生的加速度大小仍然为a . 在图像中表示a 2和a 的速度图线的斜率分别用图3b 中的a 2与a 表示. 但它们构成的三角形什么样呢? 根据两次运动的位移相同,两次画出的三角形面积应该相同, 第二次画出的三角形形状只能如图3c 所示. 由图看出, 第二次物体运动的时间t 2大于第一次物体运动的时间t 1.根据动量定理,作用力F 的冲量I 与摩擦力在整个运动时间内的冲量ft 的关系是 I ft = 0. 两次摩擦力相同, 第二次运动时间长, 摩擦力的冲量大, 所以F 2的冲量大.选项B 正确.从这个题的分析, 可以看出利用图像分析物理问题是一个重要的手段, 它可能使复杂的问题简化.二. 根据图像分析具体问题我们经常见到这种问题, 即给你一个图像, 要求根据已知图像, 回答具体问题.如:例题2: 图4(a )是演示简谐振动图象的装置。
高三物理专题复习 物理图象、图象处理及应用
高三物理专题复习 物理图象、图象处理及应用图象既能帮助我们深入、直观地理解物理状态,也能反映出物理状态变化的规律,在理解物理图象所表示的规律时应注意:(1)看清坐标轴所表示的物理量及单位,并注意坐标原点是否从零开始。
(2)图象上每一点都对应着两个数,沿图象上各点移动,反映着一个量随另一个量变化的函数关系,因此,图象都应与一个代数方程相对应。
(3)图象上任一点的斜率,反映了该点处一个量随另一个量变化的快慢,如v-t 图象中的斜率为加速度,即为纵坐标的变化量除以横坐标的变化量所得的物理量。
(4)一般图象与它对应的横轴(或纵轴)之间的面积,往往也代表一个物理量,如v-t 图象中,图线与t 轴所围成的面积代表位移等。
应用图象,既能进行定性分析、比较判断,又能进行定量的计算、论证,通过图象往往能找到巧妙的解题途径,把问题简单化。
一、识图:就是识别纵、横坐标所代表的物理量,图象反映出什么物理规律?明确物理图象中的点(起点、交点、拐点、终点)、线(直、曲)、峰值、截距、斜率、面积、正负号等的物理意义,以及图象给我们提供了哪些有用的信息?例1:识别下列S – t 图象与V – t 图象,判断物体的运动情况例2:识别下列各种图象,并说出其物理意义1 2 3(A)(B)t(D)t例3:一个小孩在蹦床上做游戏,他从高处落到蹦床上后被弹起到原高度,小孩从高处下落到弹回的整个过程中,他的运动速度随时间变化的图象如右图所示,图中oa 段和cd 段为直线,则根据此图象可知:小孩和床相接触的时间段为( )A .t 2~t 1B .t 1~t 4C .t 1~t 5D .t 2~t 5(若已知小孩质量m ,当地重力加速度g ,能否计算小孩和床相接触时间内的平均作用力?) 例4:右图为一单摆的共振曲线,则该单摆的摆长为多少?共振时单摆的振幅为多大?共振时摆球的最大加速度和最大速度大小各为多少?(g 取10m/s 2)(试通过本例说明回复力、向心力、合外力的异同?)思考1:一个物体在斜面上以一定的速度沿斜面向上运动,斜面底边水平,斜面倾角θ在0°~90°间变化,设物体达到最大位移x 和倾角θ间关系如右图所示,试计算θ为多大时有最小值,最小值是多少?思考2:水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L ,一端通过导线与阻值为R 的电阻连接;导轨上放一质量为m 的金属杆(见右上图),金属杆与导轨的电阻忽略不计;均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F 作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时,相对应的匀速运动速度v也会变化,v与F的关系如右下图.(取重力加速度g=10m/s2)(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动?(2)若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω;磁感应强度B为多大?(3)由v—F图线的截距可求得什么物理量?其值为多少?二、画图:(1)根据实验数据描点画图;(2)先建立函数关系式再画图;例5:在如图所示的xOy平面内(y轴正方向竖直向上)存在着水平向右的匀强电场,有一带正电的小球自坐标原点O沿y轴正方向竖直向上抛出,它的初动能为4J,不计空气阻力,当它上升到最高点M时,它的动能为5J,求:(1)试分析说明带电小球被抛出后沿竖直方向和水平方向分别做什么运动。
物理图像在高中物理教学中的应用分析
物理图像在高中物理教学中的应用分析物理图像是物理学中非常重要的概念,它能够帮助学生更加直观、形象地理解物理现象和规律。
在高中物理教学中,物理图像的应用至关重要,能够帮助学生更好地理解抽象的物理理论和公式。
本文将从物理图像的概念、高中物理教学的特点以及物理图像在高中物理教学中的应用等方面进行分析,探讨物理图像在高中物理教学中的重要性和作用。
一、物理图像概念物理图像是指对物理现象和规律进行直观、形象的描述和描绘。
通过物理图像能够帮助学生更加直观地感受物理世界的规律和现象,使抽象的物理理论和公式变得更加具体和有形。
物理图像可以是具体的图画、实物模型或者是生动的比喻和类比,能够让抽象的物理概念和规律更加容易理解和记忆。
二、高中物理教学的特点高中物理教学是为了让学生在初步了解物理学的基本概念和方法的基础上,能够初步认识到物理学在日常生活和生产实践中的应用,并培养学生的科学探究和实践能力。
高中物理教学的特点包括:学科知识性与科学性、实验性、逻辑性、综合性、时代性和科学性等。
1. 帮助学生理解物理概念物理图像在高中物理教学中的应用最为直接的是帮助学生理解物理概念。
在力的作用下物体发生位移的过程中,可以通过图像的方式来描述和描绘力的大小和方向对物体的影响,让学生更加直观地理解力的概念。
又如,通过模拟实验、动画或者图表的形式来展示光的传播和现象,让学生更容易理解光的行为规律。
2. 帮助学生掌握物理实验方法物理图像不仅可以用于讲解知识,还能够帮助学生掌握物理实验方法。
在物理实验中,通过搭建物理实验仪器模型或者动画演示实验过程,可以让学生更好地掌握实验的步骤、过程和规律,提高实验操作的准确性和实验数据的可靠性。
物理图像还可以帮助学生理解物理公式和定律。
在阐述牛顿运动定律时,可以通过实物模型或动画来展示不同物体受力的运动情况,让学生更直观地理解力和运动的关系。
又如,在声音传播的规律中,可以通过声波的图像和动画来展示声音传播的工作原理,让学生更容易理解声音传播的规律。
作图法与图像法
第一节图像法与作图法一、方法简介1.所谓图像法,就是利用图像本身的数学特征所反映的物理意义问题(根据物理图像判断物理过程、状态、物理量之间的函数关系和求某些物理量)和由物理量之间的函数关系或物理规律画出物理图像,并灵活应用图像来解决物理问题的方法。
用图像法法解题即根据题意把抽像复杂的物理过程有针对性地表示成物理图像,将物理量间的代数关系转变为几何关系,运用图像直观、形像、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.中学物理学习中涉及大量的图像问题,有直线运动的位移时间图象和速度时间图象、平抛物体运动的y-x图象,机车启动的P-t图象,简谐运动的x-t图象,简谐波的y-x图象,受迫振动的共振图线,部分电路的U-I图象,闭合电路的U-I图象,闭合电路中的P出-R图象,部分电路的U-I图象,分子力和分子势能随分子间距离而变化的图象,气体实验定律图像,电磁感应中的φ-t图象,电磁感应中的i-t图象,光电效应中的E km-v图象等等。
运用图像解题是一种重要的解题方法.在运用图像解题的过程中,抓住图像的斜率、截距、交点、面积、临界点等几个要点,可以借助观察分析法、比较判断法、分析计算法等,分析有关图像所表达的物理意义,直接观察出物理过程的动态特征,使思路更加清晰,常常就可以方便、简明、快捷地解题.2.作图法隶属于图像法,是根据题意把抽象复杂的物理过程有针对性地表示成物理图像,通过作图可分析或求解某个物理量的大小及变化趋势,通过作图来揭示物理过程、物理规律,从而将物理问题转化成几何问题,再通过几何知识求解。
作图法的优点是直观、形象、简明,便于定性分析和定量计算,灵活应用作图法会给解题带来很大的方便。
中学物理中常见的作图有:矢量图(受力分析图、力的示意图、位移图、速度图)、几何图(包括立体图、平面图、轨迹图)、设计电路图、连接实物图、光路图、干涉图、叠加图等等。
图像法和作图法具有简明、直观的特点,它既能形象地展示两个相关物理量间的相互制约关系,又可描述清晰的物理过程。
物理初中作图总结归纳
物理初中作图总结归纳在物理实验中,作图是非常重要的一部分。
通过绘制准确的图表,我们可以更好地观察和分析实验结果,从而深入理解物理原理。
而本文将对初中物理作图进行总结归纳,以帮助学生们更好地掌握作图技巧。
一、直线图直线图是最常见的一种作图方式,用于表示两个变量之间的线性关系。
在绘制直线图时,我们需要根据实验数据确定坐标轴的刻度,并在坐标轴上标明变量的单位。
然后,将实验数据以点的形式标出,并用直线将这些点连接起来。
连接点时,要注意让直线尽可能穿过点,以准确地表示两个变量之间的关系。
举例来说,我们进行了一次牛顿第二定律的实验,将力F作为横轴,加速度a作为纵轴。
首先,我们要确定横轴和纵轴的刻度范围,然后将实验数据标在坐标轴上。
最后,通过连接这些点,我们可以得到一条直线,该直线的斜率就是质量m,根据公式F=ma,我们可以进一步得到物体的质量。
二、折线图折线图适用于表示多个变量之间的关系,特点是变量之间的趋势不一致。
在绘制折线图时,我们需要确定坐标轴的刻度,并在坐标轴上标明变量的单位。
然后,将实验数据以点的形式标出,并用直线将这些点连接起来,形成折线。
例如,我们进行了一次弹簧振子的实验,将弹簧的拉伸量x和振动周期T作为坐标轴的两个变量。
我们通过实验得到了一组数据,将其标在坐标轴上,并连接起来,得到一条折线。
通过观察折线的变化趋势,我们可以发现弹簧的拉伸量与振动周期呈现出一定的规律。
三、曲线图曲线图适用于表示两个变量之间的非线性关系。
在绘制曲线图时,我们需要确定坐标轴的刻度,并在坐标轴上标明变量的单位。
然后,将实验数据以点的形式标出,并用光滑的曲线将这些点连接起来,以准确地表示两个变量之间的关系。
例如,我们进行了一次光的折射实验,将入射角θi和折射角θr作为坐标轴的两个变量。
我们通过实验得到了一组数据,将其标在坐标轴上,并连接起来,得到一条曲线。
通过观察曲线的形状,我们可以发现入射角和折射角之间存在着正弦关系,从而验证了光的折射定律。
物理实验技术中的图像处理与图表绘制方法
物理实验技术中的图像处理与图表绘制方法在物理实验中,图像处理和图表绘制是非常重要的一环。
通过图像处理和图表绘制,我们可以从实验数据中提取出有用的信息,并将其直观地展示给读者。
本文将介绍一些物理实验技术中常用的图像处理和图表绘制方法。
一、图像处理方法1. 图像增强:在物理实验中,我们常常需要处理一些不太清晰或者噪声干扰较多的图像。
为了提高图像的质量,我们可以采用一些图像增强方法,比如滤波、锐化等。
滤波可以减少图像中的噪声,使图像更加清晰。
锐化可以增强图像的边缘和细节,使得图像更加鲜明。
2. 图像分析:图像分析是指对图像进行处理和分析,提取出其中的有用信息。
在物理实验中,我们可以利用图像分析方法来测量物体的大小、形状和位置等参数。
比如,通过对图像进行边缘检测,我们可以得到物体的轮廓;通过对图像进行颜色分析,我们可以得到物体的颜色信息。
3. 图像识别:图像识别是指通过对图像进行分析和处理,识别出其中的特定物体或者特定信息。
在物理实验中,我们常常需要对图像中的一些特定物体进行识别,比如某种颜色的粒子、某种形状的晶体等。
通过图像识别技术,我们可以自动地对这些特定物体进行识别和计数。
二、图表绘制方法1. 折线图:折线图是最常用的图表之一,用于表示两个变量之间的关系。
在物理实验中,我们常常需要根据实验数据绘制折线图,以展示变量之间的关系。
通过折线图,我们可以直观地观察到变量之间的趋势和规律。
2. 柱状图:柱状图用于表示多个变量之间的比较。
在物理实验中,我们常常需要比较不同实验条件下的数据,这时可以利用柱状图将这些数据进行对比。
柱状图可以直观地显示出每个变量的数值差异,帮助我们分析实验结果。
3. 散点图:散点图用于表示两个连续变量之间的关系。
在物理实验中,我们常常需要绘制散点图来观察实验数据的分布情况。
通过散点图,我们可以判断两个变量之间是否存在相关性,以及其相关性的强弱程度。
4. 饼图:饼图用于表示各个部分在整体中的比例关系。
探究“图像”在高中物理课堂教学中的应用
探究“图像”在高中物理课堂教学中的应用图像在高中物理课堂教学中的应用是一个非常重要的话题。
随着科技的不断发展,图像在教学中的应用变得越来越普遍。
在高中物理课堂上,图像不仅可以丰富教学内容,还可以激发学生的学习兴趣,提高他们的学习效果。
本文将探讨图像在高中物理课堂教学中的应用,包括其作用、方法和意义。
一、图像在高中物理课堂教学中的作用1. 提供直观的物理概念图像能够直观地向学生展示物理实验、现象和规律。
通过图像,学生可以更清晰地理解物理学中的抽象概念,比如力、速度、加速度等。
学生可以通过观察图像,加深对物理概念的理解,使知识更加深入。
2. 帮助学生发现物理规律通过图像,学生能够直观地观察到物理实验的结果和现象,从而发现物理规律。
学生可以通过分析图像,找出其中的规律并加以总结,这有利于提高学生的实验能力和动手能力。
3. 激发学生学习兴趣图像丰富了课堂教学内容,可以使学生在轻松愉快的氛围中学习,激发他们的学习兴趣。
学生对图像更容易产生兴趣,从而更主动地学习物理知识。
二、图像在高中物理课堂教学中的方法1. 利用示意图在教学过程中,老师可以通过示意图向学生展示物理实验、现象和规律。
示意图要简单明了,能够清晰地呈现物理概念,便于学生理解和记忆。
2. 展示真实图片在物理课堂上,老师可以通过展示真实图片来引入物理实验,向学生展示物理现象。
通过展示汽车撞击实验的图片来引入动量守恒定律,让学生通过观察图片发现物理规律。
3. 视频展示利用视频展示物理实验和现象是一种常见的教学方法。
视频能够直观地展现物理现象,对于一些复杂的物理实验尤其适用。
通过观看视频,学生可以更清晰地理解物理现象,从而掌握物理知识。
三、图像在高中物理课堂教学中的意义1. 丰富了课堂教学内容图像丰富了高中物理课堂教学内容,使学生在视觉上更加直观地了解物理知识,提高了教学的多样性和灵活性。
2. 提高了教学效果图像能够使学生更容易地理解和记忆物理知识,有助于提高他们的学习效果。
物理图像在高中物理教学中的应用分析
物理图像在高中物理教学中的应用分析
物理图像在高中物理教学中具有重要的应用价值。
在物理学习的过程中,通过物理图像,能够帮助学生更形象、直观地理解物理概念,有助于培养学生的物理思维和创新能力。
本文将就物理图像在高中物理教学中的应用进行分析。
物理学习中的物理现象通常是我们所熟知的现象,如水波动、声波传播、光线反射等。
针对这些现象,可以通过物理图像来进行解释和说明。
例如,对于光线的反射现象,通过
折射定律的解释可以比较抽象,但如果配合一个反射图像,学生可以清晰地了解到光线是
如何在平面镜中反射的。
二、物理图像在模拟实验中的应用
一般情况下,实验室中的实验设备较为昂贵,而且某些实验难度较大。
通过物理图像
可以较好地模拟实验现象,帮助学生更好地了解实验原理。
例如,在学习转动问题时,物
理老师可以通过配合转动图来进行说明,这样可以更好地理解物理原理。
物理学习中,对于一些复杂的物理问题,可以通过物理图像进行模拟和演示,从而培
养学生的创新思维。
例如,在学习电场问题时,可以通过场线图进行模拟,这样可以使学
生更好地理解电场强度和电势差的概念,并能够根据情况进行应用和推理。
高中物理:图像、图形分析法
所谓图像分析法,就是利用图像本身数学特征所反映的物理意义解决物理问题(已知图像找出物理量间的函数关系)和确定物理量间的函数关系,作出物理图像来解决物理问题。
常用的有矢量图、坐标图和光路图等。
根据中学物理中所研究的物理规律,常用的数学函数图像有以下类型:1. 正比例函数:如F=kΔx,匀速直线运动中的s=v·t 等;2. 反比例函数:如物体受恒力作用时加速度与质量的关系a=F/m等;3. 一次函数:如U=ε-Ir等;4. 二次函数:如s=vt+等;在分析物理图像时首先要看清图像名称,搞清图像研究的是什么,再根据图线的一些特殊规律,并对照两个坐标轴上的物理量和单位,同时联想它们的物理过程,就容易搞清图像的物理意义,这样利用图像解题也就变得容易了。
对于已知题设条件来确定物理图像是一个比较复杂的过程,这里包括依据物理量间的函数关系作出物理图像,物理图像的变换;利用求出的物理图像解决物理问题等几个方面,这类问题中,关键是正确地寻找出物理量之间的联系,后找出这一联系的关键在于分析物理过程。
针对不同题型,图像的不同作用,可把图像法分类概括如下:1. 利用图像揭示物理规律。
(1)分析图像直接反映出来的问题;(2)定性地给出一些复杂物理过程的物理量之间的函数关系。
2. 利用图像分析物理过程和变化关系。
3. 利用图像简化繁琐的公式推算。
4. 利用图像分析实验误差,揭示物理规律。
5. 利用图像挖掘隐含条件,解综合题。
[例] 在2004年雅典奥运会上,我国运动员黄珊汕第一次参加蹦床项目的比赛即取得了第三名的优异成绩。
假设表演时运动员仅在竖直方向运动,通过传感器将弹簧床面与运动员间的弹力随时间变化的规律在计算机上绘制出如图所示的曲线,当地重力加速度为g=10m/s2,依据图象给出的信息,回答下列物理量能否求出,如能求出写出必要的运算过程和最后结果。
(1)蹦床运动稳定后的运动周期;(2)运动员的质量;(3)运动过程中,运动员离开弹簧床上升的最大高度;(4)运动过程中运动员的最大加速度。
初中物理教学中图像法的应用探究
初中物理教学中图像法的应用探究物理学习过程中离不开文字、语言以及图像,这三者之间相互联系和转换,使得多彩缤纷的物理世界能够呈现在初中生眼前。
特别是图像,能够使得学生产生更加丰富与独特的物理体验。
当前初中生在图像应用能力方面存在一定的不足,而针对如何有效培养初中生图像法的应用能力,改善教学情况的研究较少。
本文将以初中生应用图像解决物理问题能力为研究对象,旨在分析当前影响初中生应用图像法解决物理问题的相关因素,并据此提出相应的对策。
一、初中生形象思维能力的培养物理思维可以分为三种:物理形象思维、物理直觉思维和物理抽象思维。
物理思维的核心是抽象思维,形象思维是先导,抽象思维和形象思维共同作用、互为补充,推动着物理学习的进步。
而形象思维是指用形象材料、表象,通过对表象的加工改造进行思维,是人们在认识过程中对事物的表象进行取舍时形成的,以反映事物形象特征为主要任务的一种思维方式,它是以形象来揭示事物本质的。
因此图像作为一种视觉表象,图像教学与形象思维是密切相关的,通过图像教学中形象思维的培养,能够让学生更好的掌握物理图像,学习物理规律与知识。
二、初中物理图像法的应用1.图像法在物理教学中的应用图像能够把抽象的、复杂的物理规律有选择性地、具体地表现出来,直观准确地反映物理量及其之间的关系,从而帮助学生理解物理概念、揭示物理本质和规律、推导物理公式和定理。
2.应用图像法学习物理概念在物理概念的教学中,教师可以利用图像法形象直观、易于掌握的优点,将复杂难懂的物理概念依附于形象直观的物理图像进行讲解,从而帮助学生理解掌握一些生涩难懂的物理概念。
如在讲授电磁场时,通过实验演示,很多学生都相信互不接触的电荷间有力在作用。
而力是物体间的相互作用,因此电荷之间就应该存在一种特殊的物质,从而引入了“电磁场”这一概念。
有的同学还不能理解,进而人为的引用一种客观上不存在的线来描述电磁场,即磁感应线。
将无形的物质用有形的图像来表示,大部分同学就能明白了。
九年级图像分析物理知识点
九年级图像分析物理知识点物理是一门探究自然规律的学科,而图像分析则是物理实验中至关重要的一部分。
通过对实验图像的观察和分析,我们能够深入理解物理现象并推导出相应的物理知识点。
本文将重点探讨九年级图像分析物理知识点,让我们一起来看看吧。
一、运动图像运动是物理学中的一个基本概念,而图像分析在运动实验中发挥重要作用。
我们都知道,物体在运动时,其图像是连续变化的。
通过观察运动物体的图像,我们可以了解到不同参数与运动图像之间的关系。
例如,当物体做匀速直线运动时,其图像是一条直线。
这告诉我们,匀速直线运动的速度是恒定的。
而当物体做加速直线运动时,其图像则是一条斜线。
这说明加速直线运动中,物体的速度是不断变化的。
二、光的图像光学是物理学中一个重要分支,而图像分析在光学实验中也起着重要的作用。
我们通过光学仪器(如凸透镜、凹透镜)对光线进行折射和反射实验,观察并分析所得的图像。
通过对光线的图像分析,我们可以得到许多与光学相关的知识点。
以凸透镜为例,当物体放置在凸透镜的焦点上时,我们可以得到一个清晰、倒立的实像。
通过图像分析,我们可以得知在凸透镜成像中,物体距离焦点越远,成像物体越小;物体距离焦点越近,成像物体越大。
反之,当物体放置在凹透镜的焦点上时,我们可以得到一个清晰、直立的虚像。
三、电路图像电学是物理学中的一个重要部分,而图像分析在电学实验中也是必不可少的。
电路图像是我们进行电学实验时常常需要观察和分析的。
通过观察电路图像,我们可以得到许多与电路相关的知识点。
例如,当我们给定一个简单的串联电路时,通过测量电流表的读数可以得到总电流为各个电阻的电流之和。
通过观察电路图像,我们可以发现电流经过电阻后会逐渐减小,这是因为在电路中存在电阻产生的电压损失。
而当给定并联电路时,通过测量电压表的读数可以得到总电压为各个电阻的电压之和。
通过观察电路图像,我们可以发现电压在并联电路中是相同的,这是因为在并联电路中,各个电阻之间是并联连接,电压是相同的。
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中学物理图像和作图的分析及妙用物理图像是一种特殊且形象的语言和工具。
它运用数和形的巧妙结合,恰当地表达各种现象的物理过程和物理规律。
图象的特点是简明、清晰、形象直观、动态过程清楚、使物理量之间的函数关系更加明确,利用它可以避免复杂的运算过程,还可以恰当地表示用语言难以表达的内含,所以物理图像是处理物理问题的重要手段,也是培养学生能力的很好的切入点。
图象在教学中有以下几种常见的表现形式:1、运用图像描述物理概念、规律及物理过程。
2、处理实验数据,总结物理规律。
3、推导某些物理公式。
4、通过作图或对图形分析解决问题。
物理图像的教学应该是个“系统工程”。
是随着物理教学的深入逐渐建立、逐渐完善的。
教师应该在平日教学中,要突出图象特点,帮助学生建立对物理图景的全面认识,达到深入学习的目的。
在教学环节上,注意对学生进行“识图、用图、画图”的针对性训练,并同时注意这三个环节的相互依存关系,抓典型实例,深入讨论图象反映的问题。
总复习时应组织图像专题讲座,归纳总结经验。
对图象的教学,不仅仅是传授知识,更重要的是教会学生利用图象解决问题的方法。
从物理学的历史发展来看,科学家们经过实验、采集数据、绘制图象、计算研究从而得出成果的物理典范不胜枚举。
图象本来就是经典物理大厦不可缺少的基石。
因此,对物理图像的教学也存在着基础知识和基本能力的拓展。
一、“识图”教学重在抓图像的共性1、要让学生理解物理图像的内涵:物理图像的内涵一般包括:①、弄清坐标轴所代表的物理量(包括单位)、原点及坐标上一些特殊点的含义:②、弄清曲线与坐标轴的交点(截距)、曲线的斜率、曲线上点的切线的斜率的物理含义;③、图像曲线所代表的物理过程是什么?其过程的特点是什么?④、图线与坐标轴所围区域的面积数值的物理含义是什么?⑤、如何运用物理图像表述物理情景,特别是帮助学生理解物理中应用最多的直角坐标系中图象的物理意义,尤其要抓直线形图象的共性。
2、“识图”基础教学举例和训练“识图”的教学在“恒定电流中关于全电路的u-i图像”中体现较全面。
那时学生已经学习过热学,对“识图”已经有了一定的基础,对图象进行研究性学习,要求学生对图1-1图像体会以下含义:(1)知道它是什么图像(坐标轴名称,图像名称)。
(2)反映出什么规律?显然反映出路端电压u随电流i变化的规律。
由于u=ε-ir,对于电源,一般来说,电动势ε及内电阻r 是定值,可见u是i的一次函数,图像为一条直线。
(3)引导学生从图像上应知道哪些信息?例如从图像上可知道:①、u与i的对应值。
②、截距:在i=0时(断路时),纵截距为电源电动势ε;在u=0时(短路时),横截距为短路电流i短。
③、斜率:由于i短=ε/r,可知电源电阻r=ε/i短,即tgθ=∣tgα|= r,也就是图线斜率的绝对值为电源的内电阻r。
④、面积:例如对应于任一点b有输出功率p出=iub,可见四边形bioub面积为电源的输出功率;电源总功率p=εi,对应四边形εoic的面积;而四边形εubbc的面积为电源热耗功率pr=p总-p出=iε-iub=i2r。
⑤、比值:图线上任一点b对应的u和i的比值为此时外电路的电阻r=u/i,⑥、变化规律:例如随着i的增大,外电阻r的减小;路端电压u在减小,电源的总功率p总在增大,电源内耗功率pr在增大,电源输出功率p出是先增大后减小。
二、“用图”教学重在利用图像特点进行方法教育1、类比“貌似”图像,抓区别实施“简语”教学振动和波中的图象较多,振动图象x-t图和波的x-y图常令初学者混淆,为此,可在图1-2a中的x-t 图对质点在a时刻的运动方向采用“等一下”的比喻,因为下一时刻质点将向上运动。
对波的图1-2b中x-y图质点a的运动方向采用“追前面”的比喻,因为下一时刻质点a将向下运动。
“简语”即简单语言,这种教学方式对图象描述生动,学生容易印象深刻,便于区分记忆。
2、注意图像教学内容前后的联系,教学层次要逐渐递进,做好内容铺垫,使认识螺旋式上升,利用图象进行想象和推理这一方面主要表现在:①用图像表述物理过程后,依据图象找出已知条件,再结合相关物理规律推出正确结论。
例3、如图1-6所示,是表示交流电的电流随时间变化而变化的图象,此交流电的有效值是:解析:设交流电在前半周期内的电流为il;则il=4 a,后半周期内的电流为i2;则i2=-3 a,即一个周期内通过某电阻r的焦耳热为:q=q1+q2= r t/2+ r t/2=25rt另一方面直流电i在周期t内通过r产生的焦耳热为:q=i2rt。
因此,依交流电的有效值的概念可知:此题中交流电有别于学生熟知的正弦(或余弦)交流电,该题依据图象考查了学生对交流电及交流电的有效值等概念的理解。
运用有效值概念,结合图象具体条件求出交流电在至少一个周期内的焦耳热。
对从图象中获取信息、分析解读信息在巩固和强化物理概念是很有意义的。
②用图像描述物理过程的结果,要求学生理解图象,结合物理规律推断产生此结果的条件。
例4:在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有方格的纸记录轨迹如图1-7所示。
小方格边长l= 1.25cm.若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a.b.c.d四个点所示.则小球平抛的初度的计算式为________ (用l、g表示),其值是________ (取g=9.8m/s2)解析:此题用在图像描述一段物理过程,要求学生首先意识到a 点不是抛出点。
从题中所给出的记录轨迹表明,abcd各个位置的水平距离都是2l,设此时间间隔为t。
水平方向则有:2l=v0t (1)竖直方向是匀变速运动,满足δx=at2。
所以有:3l-2l=2l- l=gt2由(1)、(2)得:v0=2 代入数据得v0=0.7(m/s)三、画图画图,就是在所给条件下画出必要的图像。
常见有反映物理规律或原理的图、物理过程图、实验原理设计图、实物电路连接图。
画图常要求数形结合,通过计算得到有关作图的数据,较复杂的作图还需考虑怎样减小误差。
当然,“识图、用图、画图”作为三个环节,有各自的功能,但同时它们有密切联系,常常不可分割,只不过有时有所侧重。
例如要求在“图象变换”中画图,比如:力学中s-t;v-t之间做图象变换,都要求学生对识图、用图有一定的基础,才能画出要求的图象。
另外很多习题都需要画图后再分析研究,画图和用图相结合。
在实验中采集数据作图应该高度重视,对误差过大数据点舍去,数据点要均分在图线的两侧,减小误差的思想及作图规则在教学中应举例强调。
反映物理规律的图象在教学上要求较高,例如牛顿第二定律中的a-f图、a-m图都要求考虑怎样减小误差。
沙桶质量过大,平衡摩擦力的角度过大或过小造成对所画图象的影响都纳入了教学。
几何光学的光路作图、电学实验原理设计图、实物电路连接图等等都是教学的重点问题。
围绕画图、识图、用图的训练应该从多角度展开。
①、根据物理规律计算画图,描述物理过程,画图和估算相结合,解决高中物理计算中不能解决的问题。
例5:一列火车在恒定的功率牵引下,由静止从车站出发,沿直轨道运动,行驶5分钟后速度达到20米/秒。
设车的阻力恒定,则可以判定列车在这段时间内行驶的距离。
a、一定大于3000米。
b、一定小于3000米。
c、可能等于3000米。
d、条件不足,无法判定。
解析:火车在恒定功率牵引下运动时,所受牵引力f=p/v,由于火车所受阻力f恒定则:a=(f-f)/m。
当p一定时,v 增大使f减小,导致a的减小,所以火车在恒定功率牵引下不是匀变速运动,不能直接用中学运动学公式计算求解,采用画图和用图相结合,就能够快捷地解决问题。
实际火车是变加速运动,随着v增加,a要不断减小,因而曲线的斜率要不断减小,所以位移s变为弧形面积。
假若火车是匀加速运动,达到20米/秒,其速度图线应为直线所示。
位移s匀加为三角形面积,即s匀加=300 20/2=3000米。
经过分析画出如图1-8所示。
曲线的斜率不断减小。
通过两块面积比较,s变>s匀加。
所以选项a正确。
②画实验原理设计图、实验电路图。
例6:如图1-12所示。
a为一根镀有很薄的发热电阻膜的较长瓷管(其长度l=50cm,直径约d=10cm左右)已知镀膜材料的电阻率为ρ,管的两端有导电环b、c。
现提供米尺、电压表、电流表、电源、滑动变阻器、开关及导线若干,请设计一个测定薄膜厚度的方案。
(1)画出测量电路的原理图。
(2)计算薄膜厚度的公式为_________。
(3)实验中应测定的物理量是_________。
解析:(1)测量电路的原理下图1-13所示。
(2)设想一段薄膜展开后的示意如图1-14所示。
设薄膜的横截面积为s,薄膜长度为l,薄膜电阻为r。
因瓷管直径较大,薄膜又很薄,所以可把其s近似看作是矩形。
联立解得薄膜厚度:d=iρl/uπd(3)应测的物理量是:瓷管的长度l;直径d;电压u;电流i。
③提倡简化作图,对学生进行怎样把曲线变成直线的训练,强调运用作图处理实验数据的方法。
例7:在lc振荡电路中,如已知电容c,并测得电路的固有振荡周期t,即可求得电感l。
为了提高测量精度,需多次改变c值并测得相应的t值。
现将测得的六组数据标示在以c为横坐标、t2为纵坐标的坐标纸上,即图1-16中用“”表示的点。
(1)t、l、c的关系为______________。
(2)根据图中给出的数据点作出产与c的关系图线。
(3)求得的l值是__________。
解析:运用作图法处理实验数据是一种重要的处理数据的方法. (1)t=2л(2)如图1-17,图线应为一条直线,数据点尽量靠近直线且均匀分布在直线两侧。
(3)正确表示lc振荡电路的周期t与电容c的关系的t2—c图线应是一条直线.因此应该由图中用“×”标示的数据点连成一条直线,所测得的六组数据点应尽可能靠近这条直线且均匀分布在直线的两侧,如图1-17所示。
由所给的六组数据点作出t2—c直线后,在此直线上任意取两个点,为了减少误差,所取的这两个点间的间隔应尽可能大,比如取该直线上与c=1.00×10-7f、c=3.50×10-7f相应的两个点t2=14.7×10-8s2、t2=51.0×10-8s2,由lc振荡电路的周期公式t=2л得到t2=4л2lc,因而得到公式l= 。
式中的和分别是两点t2坐标之差和c坐标之差,它们的值分别等于 =(51.0 —14.7 10-8)s2=36.3 s2, c=(3.50 —1.00 )f=2.50 f,由此得到l的值等于l=0.0368h.此题在高考中答数在0.0351h-0.0389h范围内均算正确,但误差再大就扣分,从答卷的情况看,非常多的考生没有掌握运用作图法处理实验数据的方法。
超过五分之一的考生将t2-c图线画成曲线或折线,超过三分之二的考生没有认真按照运用作图法处理实验数据的原则做,没有做到数据点应尽可能靠近直线且均匀分布在直线两侧;甚至给出的数据点偏在画出的t2-c直线同一侧,以致得到的答案与由该数据点应该得到的答案相差太远。