高中物理中运动学图象应用.doc

运动学v-t图象的应用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表示物理规律往往比用公式表达更加形象直观、简捷准确日常教学中图像的灵活运用，有助于学生掌握物理规律，培养其形象思维及数形结合的思想，同时可以提高学生科学表达物理过程和灵活处理物理问题的能力因此有必要让学生在高中阶段加深对图像的理解，学会利用图像巧妙地处理一些物理问题 高一物理匀变速直线运动一章中，运动公式繁多，解题方法多样，学生在遇到问题时往往不知道从何处入手，其实这多是对匀变速直线运动的物理过程理解不透造成的而v-t图像不但能反映出速度随时间的变化规律，更能深刻揭示出加速度，位移等重要物理量，有助于学生对物理过程的分析，直观易懂如果教师有意识的加强图像思想教学，教会学生将物体运动过程转化到v-t图像中，理解v-t图像所代表的物理过程，主动应用图像来解决运动学问题，必将取得事半功倍的效果可以说v-t图像是解决运动学问题的一把金钥匙本文将对物理图像在运动学中的应用进行归纳总结，以有助于同学们领会物理图像的重要意义1． 由图像转换为实际运动，深刻理解物理过程 利用图像解决运动学问题时，要求我们不仅能将物理过程转变为运动图像，更能由图像转变为实际运动, 加深对物理过程的理解。

通过下例，我们将介绍运动图像所表达的各种物理意义例1 一个物体沿直线运动，它的速度图像如图一所示，由此可知道正确的是（ ）A. 第2秒末物体返回出发点B. 第2秒末物体的运动方向发生改变C. 第1秒内和第3秒内物体的位移大小相等D. 第1秒内和第3秒内物体运动的加速度大小相等，方向相反解析 ACD速度图线上各点表示的是物体运动速度与时间的对应关系速度是矢量，其正负表示速度的方向性，在时间轴以下表示此物体向负方向运动由此可知，物体在0-1秒内先向负方向减速至0，1-2秒内正方向由0加速到5m/s，2-3秒又由5m/s减速至0后，3-4秒又向负方向加速到5m/s后又减速至0，如此往复图线与时间轴所围成图形的面积表示位移当所围图形在时间轴以下时，表示此位移为负方向上的位移正负位移可抵消，所以第2秒末物体返回出发点，以后继续向正方向运动，在第3秒时，位移达到最大值，速度减小为零此后物体向负方向运动，在第4秒时重新返回出发点图线的倾斜度（或斜率）表示加速度如图所示，整个过程中加速度大小相同，但方向发生变化第1秒内负方向减速，加速度为正方向；第3秒内物体正方向减速，加速度为负方向2. 避免减速为0的误区，简便直观提高解题效率利用图像解决减速问题，可以纠正解析法的错误，提高解题效率例2 某飞机着陆后做匀减速直线运动，着陆时速度为60m/s ，减速时的加速度大小为6.0m/s2，求该飞机着陆后14s滑行的距离。

解析 学生在解此题时经常会出现这样的错误：直接利用公式S=求14秒内飞机的位移为252m，而未注意到飞机在14秒内早已完成减速，速度静止为零，也就是说停止后那几秒飞机滑行距离为0如果习惯用v-t图像，很容易就会发现10秒后飞机便减速为0，后4s将不再前进由图像可直接求出图线与时间轴所围成三角形的面积为300，即14秒内的位移为300m 3．追及问题清楚明了例3 汽车从静止开始以1m/s2的加速度前进，汽车后相距s0=25m处，与汽车同向运动的某人开始以6m/s的速度匀速追车，能否追上？若追不上，求人车之间的最小距离为多少？解析 追及问题涉及位移，要求某一时刻人和汽车的位移相同才能追上通过分析我们知道，人若在速度等于汽车速度时仍没有追上汽车，那么人将永远不会追上汽车了分析图像可知，6秒后汽车速度等于人的速度，而此时人比车多走的位移为18m（图中正方形面积比三角形面积大18m2），小于人和汽车最初的距离（25米），因此人不可能追上加速前进的汽车6秒以后v车>v人，人将被落在后面越来越远，所以人车间的最小距离为25m－18m＝7m。

4． 运用图像巧解能力题例4 汽车由静止开始从A点沿直线ABC先做匀加速直线运动，第4秒末通过点时关闭发动机，再经过6秒到达C点时停止，BC间的运动可视为匀减速直线运动，已知AC的长度为30m，则下列说法正确的是（ ）A. 通过B点时，速度是3m/sB. 通过B点时，速度是6m/sC. AB的长度为12mD. 汽车在AB段和BC段的平均速度相同解析 BCD由题意作汽车运动的v-t图像，如图四所示，前4秒内汽车做匀加速直线运动，后6秒做匀减速直线运动，10秒末速度减为0，位移为30m，即三角形abc的面积为30 m2，而三角形的高即为汽车通过B点时的速度由此可求的汽车通过B点时速度为6m/s，AB的位移为12m及汽车在AB段和BC段的平均速度相同通过对以上各类问题的分析，我们可以看到利用v-t图像解决运动学问题灵活、方便如果学生能主动挖掘图像深层的含义，会学到更多的知识，同时可以培养他们主动学习和探索的精神学生在应用v-t图像解题时常存在以下理解上的误区：1．不能全面领会和理解图像的物理意义，如图像的斜率，图像与时间轴所围“面积”等所代表的物理意义，而这些正是利用图像解题的关键；2．对于一些复杂的图像，学生可能将图像曲线看作物体的运动轨迹，常被图像表面形状所迷惑。

因此，我们在教学过程中应引导学生走出误区，使他们可以根据运动图像清楚的理解物体运动过程，熟练解决物理问题如果学生在学习高中物理之初就将图像法根植于脑海之中，体会数形结合的思想，将会为以后学习更加复杂的问题敞开思路，为以后利用图像分析物理规律，解决物理问题打下基础，这对学好物理有着重要的作用。