广东省惠州市惠阳中山中学高三物理第一轮复习素材st、vt图像所对应的过程和情境的理解和运用.docx

高中生在学习?匀变速直线运动?中的困惑的分析及对策的研究之二s-t、v-t图像所对应的过程和情境的理解和运用困感1：不能从图像中充分提炼所包含的信息 ,导致无法答题困惑2：对图象所描述的过程不清楚,不能灵活运用图像来解决问题对策研究：学习物理一定要学会学习“识〞图 ,明白图像所表达的物理意义和所描述的物理过程；也一定要学会“画〞图 ——画受力分析图 ,画过程示意图 ,画物理量之间的关系图〔如s-t图、v-t图 ,I-U图等〕 ,通过图来分析物理之间的变化关系 ,寻找解决问题的切入点 ,甚至直接用图像来解题现从以下几个层次由浅入深来解决学生在S-t,V-t图像中困惑问题一、认清根本图像的物理意义和所描述的过程〔一〕s-t图像s/mt/s04-4126-22378P653214A1 s-t图像描述的是物体运动的位移随时间的变化函数图,不是物体的实际运动轨迹,坐标原点与物体运动的出发点不一定相同 ,图像上的点表示的是某一刻的位置.2 、s-t图像中倾斜的直线表示的物体的运动的位移随时间是均匀变化,表示物体做匀速直线运动 ,不是匀加速运动 ,如图像１、2、3、4、6、7、8图像5与x轴平行表示物体的位移不随时间变化 ,即表示物体处于静止状态。

归纳为：倾匀平静3 倾斜法判断速度的正负〔方向〕：s-t图像中倾斜方向不是代表加速或减速而是表示的是物体的运动方向 ,即速度的正负：〔1〕倾斜方向如图像1、2、3、4的倾斜方向表示物体向正方向运动 ,速度为正图像1、3、4的位移随时间离坐标原点越来越大 ,表示物体朝正方向运动 ,速度为正图像2在前1s内虽离原点的位移越来越小 ,但是在朝正方向运动 ,速度为正 ,1s后离原点的位移随时间在增大 ,当然也是朝正方向运动 ,速度也为 ,所以图像2描述的物体的速度为正〔2〕倾斜方向如图像6、7、8的倾斜方向表示物体向负方向运动 ,速度为负图像6表示物体从x＝6m的地方向着坐标原点运动 ,离坐标原点的位移越来越小 ,t＝3s到达原点 ,物体朝负方向运动 ,速度为负图像7表示物体从坐标原点经3s到达x＝－4m处 ,物体朝负方向运动 ,速度为负图像8表示物体在t＝2s时从坐标原点出发向负方向运动 ,速度为负4、从图像中能获取哪些物理量的信息呢？〔1〕由图像与坐标轴的的交点可求出发时的位置和经过坐标原点的时刻与纵坐标s轴的交点表示物体的初始位置由图像可看出：图像1、7、8从坐标原点出发 ,图像4从s＝2m处出发 ,图像6从s＝6m处出发 ,图像2从s＝－2m处出发 ,图像3也是从坐标原点出发。

与横坐标t轴的交点表示出发或经过或回到坐标原点的时刻由图像可看出：图像1、2、4、6、7都是在t＝0时刻出发 ,图像3、8在t＝2s时才出发 ,图像2在t＝2s时经过坐标原点,图像6在t=3s时回到坐标原点.〔2〕由图像上的点可求物体运动过程中某一时刻的位置：如图像7上的P点表示t=3s时物体经过s＝－4m处〔3〕由两图像的交点可求两物体相遇时刻和位置如图像4和6相交于A点表示图像4和6所描述的两个物体在t=1s时都到达s=4m处 ,即两物体在t＝1s时相遇在s=4m处〔4〕由图像斜率可求出物体运动的速度s-t图像斜率的物理意义：由斜率k＝s/t=△s/△t知,斜率就等于速度,即k=v.斜率的正负就代表速度的正负,注意矢量的正负不代表大小只代表方向,即斜率为正速度为正,斜率为负速度为负.速度的方向就是物体的运动方向,速度的正负方向代表物体运动的正负方向,和前面用倾斜法判断出的运动方向一致〔5〕由图像可比拟两物体运动速度的大小：图像与横坐标轴夹角〔指锐角〕越大速度就越大因图像斜率的大小代表速度的大小 ,图像的斜率值等于图像与横坐标轴夹角〔指锐角〕的正切值角度越大 ,其正切值越大 ,速度就越大。

图像平行表示速度相等〔二〕 V－t图像v/(m.s-1)t/s04-4126-22378P653214A1 v-t图像表示的是物体运动的速度随时间的变化关系 ,图像不是物体的运动轨迹 ,图像上的点也不表示位置 ,而表示的是某一时刻的速度2 v-t图像为倾斜的直线表示物体运动的速度随时间是均匀变化 ,即表示是匀变速直线运动 ,即加速度恒定 ,如图像1、2、3、4、6、7、8图像5表示匀直线运动3 象限法判断物体的运动方向即速度的正负：第一象限速度正 ,第四象限速度为负速度是矢量 ,速度的正负代表方向 ,速度的方向就是物体的运动方向在s-t图像的第一象限内的图像 ,速度都为正所以在第一象限内的图像都是向正方向运动 ,同理可得在第四象限内的图像,速度都为负 ,物体都是向负方向运动 4 倾斜法判断加速度的正负〔方向〕：倾斜方向形如图像1、2、3、4的加速度为正 ,倾斜方向形如6、7、8的加速度为负5 从图像中能获取哪些物理量的信息呢？〔1〕可求初速度：与纵坐标的交点就是初速度 ,与纵坐标没有交点表示初速度为0.如图像4初速度为2m/s ,图像2的初速度为－2m/s ,图像3的初速度为0 ,〔2〕可求加速度：V-t图像的斜率即是加速度。

斜率的正负即加速度的正负〔3〕可求位移：V-t图像所围的“面积〞即为位移连同纵坐标V的正负代入求出的面积也有正负 ,面积的正负恰表示位移的正负如图像1在前1s的位移就等于所围三角形的面积S＝〔1×2〕/2 m =1m,图像4在前1s的位移就等于所围梯形的面积S=(2+4) ×1/2 m = 3m,图像7在前3s的位移就等于所围三角形的面积S=3×(-4)/2 m = -6m, 二 多过程图像的理解和运用1 多过程S-t图像的理解和运用让学生分析以下两图中各段时间内的运动情况以及能求出的物理量S/m0t/sS/mt/s0134-4321433AB44A 图:0-1s从坐标原点开始做匀速直线运动,1s末到达s=3m处,该过程速度为3m/s;1-3s物体静止在s=3m处未动;3-4s从s=3m处开始做匀速直线运动,速度为1m/s.B图:0-1s从s=3m处开始做匀速直线运动,1s末到达s=4m处,该过程速度为1m/s;1-2s静止在s=4m处未动;2-4s物体反向匀速直线运动,3s末回到坐标原点,4s末到达s=-4m处,该过程速度为-4m/s.2 多过程v-t图像的理解和运用让学生分析以下两图中各段时间内的运动情况以及能求出的物理量。

v/(m.s-1)0t/st/s0134-4321433AB44v/(m.s-1)A图:0-1s物体向正方向做初速度为0的匀加速直线运动,1s末速度到达3m/s,该过程加速度为3m/s2 ,走的位移为1.5m〔三角形面积〕；1－3s以3m/s的速度向正方向做匀速直线运动 ,该过程走的位移为6m〔矩形面积〕；3－4s物体以3m/s为初速度向正方向做匀速直线运动 ,4s末速度到达4m/s ,该过程的加速度为1m/s2,该过程走的位移为3.5m〔梯形面积〕0－4s走的总位移为1.5+6+3.5=11m.B图：0-1s物体向正方向做初速度为3m/s的匀加速直线运动,1s末速度到达4m/s,该过程加速度为1m/s2 ,走的位移为3.5m〔梯形面积〕；1－2s以4m/s的速度向正方向做匀速直线运动 ,该过程走的位移为4m〔矩形面积〕；2－3s物体以4m/s为初速度向正方向做匀减速直线运动 ,3s末速度为0 ,该过程的加速度为－4m/s2,该过程走的位移为2m〔三角形面积〕；3－4s以初速度为0做反向的匀加速直线运动 ,4s末速度到达－4m/s ,该过程加速度为－4m/s2 ,该过程位移为－2m〔三角形面积〕。

0－4s走的总位移为3.5+4+2+〔－2m〕=7.5m.向学生强调几点： 1 识图首先识坐标 ,在s-t、v-t的识图上即首先要分清纵坐标 ,同样图形形状在不同的坐标中表示的物理意义是完全不同的 2 图像不是轨迹图 ,最好是自己另画出图像所对应的轨迹示意图来描述过程和寻找各物理量之间的关系。