图解物理力和运动中的图像详案Word文档格式.docx

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■小组讨论法□案例分析法□头脑风暴法□视频教学法

■其他（如，用引导式提问的方式引起共鸣等）引导式提问

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教学内容

Ⅰ.课堂导入

图像在高中物理中的重要作用

物理规律有三种描述方法：

文字，数学函数式，图像。

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。

物理图像有很多类型，如模型图、受力分析图、过程分析图、矢量合成分解图、函数图像等。

图像具有形象、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。

图像法运用于物理学习中的意义

1、直观形象、简化解题过程：

图像解法不仅思路清晰，而且直观、形象，可使解题过程得到简化，起到比解析法更巧妙、更灵活的效果。

2、演示变化过程，把握变化规律：

用图像法来描述物理过程，可以更直观地描述出动态特征变化，帮助学生理解物理过程。

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像法进行数据处理，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。

【教学目的】运用图像法解题的深层意义在于可以启迪学生的创新意识，培养创造能力，提高学生的综合能力，培养学生严谨求实的治学态度。

Ⅱ.同步讲解

高中物理涉及的物理图像

高中物理常涉及到的图像有：

受力分析图、矢量合成分解图、物理过程分析图、函数图像。

1、常规函数图像有：

运动学：

v（速度）—t（时间）图像、s（位移）—t（时间）图像

力学：

a（加速度）—F（力）图像、a（加速度）—1/m（质量倒数）图像、F（力）—t（时间）图像

能量：

F（力）—s（位移）图像

振动和波：

振动图像x—t图、波动图像y—x图

热学：

p（压强）—T（温度）图像、V（体积）—T（温度）图像、p（压强）—V（体积）图像

电路：

U端（路端电压）—I（电流）图像、I（电流）—t（时间）图像、U（电压）—t（时间）、P（功率）—R（外阻）图像、P（功率）—I（电流）图像等。

从图像形状看，有直线型、正弦、余弦曲线型、双曲线型、抛物线型和其他型等。

2、在实验中涉及的图像，如：

验证牛顿第二定律中的a-F图像、a-1/m图像

用“伏安法”测电阻时要画出I-U图像

测电源电动势和内阻时要画U-I图

用单摆测重力加速度时要画出的T2-L图等

3、在各类习题中出现的图像，如：

力学中F-t图

电磁振荡中的q-t图

电磁感应中的φ-t图、E-t图等

4、模型图和物理过程分析图

电场线分布图、等势面分布图、磁感线分布图、交变电流图像、电磁感应过程中的图像

本讲的主要内容：

力和运动学中的图像

step1：

识图

回忆s—t、v—t图像表示的物理意义是什么？

一、识图要点：

要理解、牢记图像六大要素的物理意义

【课堂设置】讲授图像的六大要素采用小组讨论法，给到图像，让学生进行思考讨论，教师对学生的回答进行点评和总结。

1、轴

弄清坐标轴表示的物理量及单位。

注意坐标原点是否从零开始；

注意纵轴物理量为矢量情况，则横轴以上表示此物理量为正，横轴以下表示物理量为负。

2、点、线

图像上的点表示运动过程中某一瞬时状态，每一点都对应着两个量，沿图像上各点移动，反映一个量随另一个量变化的函数关系；

图像上的线段表示运动过程某一过程，应与一个代数方程相对应。

注意识别：

（1）线的形状

观察图像是直线、曲线，还是折线等，利于分析图线所反映物理量之间的关系。

（2）交点

同一坐标系两条图线的交点，v—t图像表示在交点对应时刻速度相等，s—t图像表示在空间居同一位置。

（3）拐点

图线的拐点具有的特定意义，它是两种不同变化情况的交界，即物理量变化的突变点。

3、斜率

图线上某点的斜率表示两物理量增量的比值，反映该点处一个量随另一个量变化的快慢。

4、面积

图线与横轴所围的面积常代表一个物理量。

v—t图线与横轴所围的面积表示位移，横轴以上、以下面积分别表示正位移、负位移。

a—t图像中的“面积”表示速度变化量。

F—s图像中的“面积”大小表示功的“大小”。

5、截距

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。

s—t、v—t图像纵截距表示初始量，横截距表示变化的时刻。

6、注意：

v—t、s—t图像不表示物体的运动轨迹，只用来描述运动的规律，图形相似、容易混淆的图像要注意区分。

二、识图训练

就是识别坐标轴所代表的物理量及它们的“函数关系”（图像反映出的物理规律），明确图像中的点（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，找出图像给我们提供的有用信息，并能还原出物体的运动过程。

例1：

识别下列s–t图像与v–t图像，判断物体的运动情况

例2：

某人骑自行车在平直道路上行进，图中的实线记录了自行车开始一段时间内的v-t图像。

某同学为了简化计算，用虚线作近似处理，下列说法正确的是（）

A．在t1时刻，虚线反映的加速度比实际的大

B．在0-t1时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大

C．在t1-t2时间内，由虚线计算出的位移比实际的大

D．在t3-t4时间内，虚线反映的是匀速运动

Key：

BD

小试牛刀1：

如图所示是某物体做直线运动的速度图像，下列有关物体运动情况判断正确的是（）

A．前两秒加速度为5m/s2

B．4s末物体回到出发点

C．6s末物体距出发点最远

D．8s末物体距出发点最远

A

小试牛刀2：

物体在与其初速度始终共线的合外力F的作用下运动取v0方向为正时，合外力F随时间t的变化情况如图所示，则在0～t2这段时间内（）

A．物体的加速度先减小后增大，速度也是先减小后增大

B．物体的加速度先增大后减小，速度也是先增大后减小

C．物体的加速度先减小后增大，速度一直在增大

D．物体的加速度先减小后增大，速度一直在减小

C

三、识图小结

（1）读图时要善于抓住识图要点。

要理解物理图像的坐标轴、截距、斜率、面积以及图像形状、拐点、交点、平行、重合等的物理意义。

（2）要达到熟练从图像中获取有效信息，把握物理量间的依赖关系，挖掘出隐含的解题条件。

（3）要达到从识别图像入手，找准各段图线对应的物理过程并能展现物理情境的能力。

四、课堂检测

1、如图所示为一物体做直线运动的v-t图像，初速度为v0，末速度为vt，则物体在时间t1内的平均速度为（）

A.

=

B.

>

C.

<

D.无法判断翰林汇

Tips：

注意在v-t图像中利用面积看位移，再看平均速度，若是匀变速运动的图像进行比较，即可比较出大小关系。

B

翰林汇

2、某做直线运动的物体运动的v-t图像如图所示，则对物体运动情况的描述，以下说法中正确的是（）

A．物体做往复运动B．物体做匀变速直线运动

C．物体朝某一方向做直线运动D．物体做变加速直线运动

注意v-t图像中，只要在t轴上方，速度方向就为正，不改变方向。

CD

3、图示是甲乙两物体从同一地点沿同一方向运动的速度图线，其中t2=2t1，则（）

A.在t1时刻乙物体在前，甲物体在后　　B.甲的加速度比乙大

C.在t1时刻甲乙两物体相遇　　D.在t2时刻甲乙两物体相遇

在v-t图像中根据面积可判断位移大小，根据斜率判断加速度的大小。

AD

Ⅲ.达标检测

1、设物体运动的速度为a，速度为v，位移为x，现有四个不同物体的运动图像如图所示，假设物体在t=0时的速度均为零，则其中表示物体做单向直线运动的图像是（）

A为位移—时间图像，其斜率表示速度，0～1s速度为正，表示向正方向运动，1～2s速度为负，表示物体反向运动，所以物体不做单向直线运动，B为速度—时间图像，速度正、负表示物体向正方向还是负方向运动，显然0～2与2～4s方向相反，C、D为加速度—时间图像，C中，0～1s物体做匀加速直线运动，假设速度从0到v，则1～2s速度从v到0.2～3s又从0到v，3～4s又从v到0……物体做单向直线运动；

而D中，2～3s速度为0后又反向运动，故物体不做单向直线运动。

故正确答案为C。

2、t=0时，甲乙两汽车从相距70km的两地开始相向行驶，它们的v-t图像如图所示。

忽略汽车掉头所需时间。

下列对汽车运动状况的描述正确的是（）

A．在第1小时末，乙车改变运动方向

B．在第2小时末，甲乙两车相距10km

C．在前4小时内，乙车运动加速度的大小总比甲车的大

D．在第4小时末，甲乙两车相遇

BC

3、如图所示的位移－时间和速度－时间图像中，给出的四条图线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况．下列描述正确的是（）

A．图线1表示物体做曲线运动

B．x－t图像中t1时刻v1>

v2

C．v－t图像中0至t3时间内3物体和4物体的平均速度大小相等

D．图线2和图线4中，t2、t4时刻都表示物体反向运动

4、在反恐演习中，中国特种兵进行了飞行跳伞表演．某伞兵从静止的直升飞机上跳下，在t0时刻打开降落伞，在3t0时刻以速度v2着地．伞兵运动的速度随时间变化的规律如图所示。

下列结论正确的是（）

A．在0～t0时间内加速度不变，在t0～3t0时间内加速度减小

B．降落伞打开后，降落伞和伞兵所受的阻力越来越小

C．在t0～3t0的时间内，平均速度

D．若第一个伞兵在空中打开降落伞时第二个伞兵立即跳下，则他们在空中的距离先增大后减小

ABD

5、质量为2kg的质点在x－y平面上做曲线运动，在x方向的速度图像和y方向的位移图像如图所示，下列说法正确的是（）

A．质点的初速度为5m/s

B．质点初速度的方向与合外力方向垂直

C．质点所受的合外力为3N

D．2s末质点速度大小为6m/s

AC

Ⅳ.物理巴士

图像法解决运动问题

在高中运动学的问题的解决当中，要注意两种图的画法：

（1）在解决匀速直线运动类的应用问题时，要注意画运动草图，分析运动过程，抓住等量关系再解题；

（2）在解决运动问题，尤其是变速的运动问题时，常要画出运动的s-t图像，或是v-t图像，在进行分析，通过图像法可以直观的了解物体的运动情况，能够更快的找出其中的物理关系。