速度图象对高中物理解题的应用.docx

速度图象对高中物理解题的应用【内容摘要】图像法一直是物理学研究解决问题的重要方法是高考检验的重要热点之一。熟练的掌握图像法能够使学生思路清晰的解答难题继而提高学生灵活运用物理规律处理物理问题的能力因此速度图像是解决运动学问题的重要工具。【关键词】高中物理速度图像作用图像法在高中物理学研究中一直是解决问题的重要方法。熟练的使用图像法解题在节约时间的同时还能够形象的直观的展示物理过程有利于帮助学生找到问题解决的突破口。速度图像代表着速度随着时间变化的规律在图像上面某个点的斜率表示对应时刻的加速度图像和坐标轴组成的面积表示位移的大小而两者的交点则表示此时不同物体的速度是相同的。在具体的教学过程中应该加强学生对图标的应用和理解提高学生学习物理的积极性增强学生解决物理题的能力。一、速度图像可以使复杂的运动过程更加的直观例1：一颗速度很大的石子当其水平的穿透了之前静止的纸板时假设石子对纸板的阻力保持一致当石子穿透纸板的速度突然增大时下列说法正确的是（）A.纸板获得的动能变大B.纸板获得的动能变小C.石子穿透纸板的时间增加D.石子穿透纸板的时间减少答案：由上述可知当石子以初速度V0射穿纸板时石子在做匀减速运动纸板在做匀加速运动。此时可以画出穿透过程中石子、纸板的V-T图像如下图1中的实线A和实线B所示。在所示图中OA和V0B都表示射穿的过程里石子和纸板的速度图像。在图中的梯形OABV0的面积是石子相对于纸板的位移也就是纸板的长度继而梯形OA'B'V0'的面积与梯形OABV0的面积相同因此石子、纸板的速度图像按图中的OA'和V0'B'所显示。由此可以得知当石子的速度变大时纸板获得速度减小也就是获得的动能开始变小石子穿透木板的时间也相继变短因此本题的正确选项应该是选项B和选项D。图1二、运用速度图像来解决追及问题例2：有两辆小轿车A车和B车两车停在同一地点上。在某时刻A车以4m/s的加速度匀加速的驶出在4s之后B车也以6m/s的加速度与A车同向驶出。请问：在B车追上A车之前当B车驶出多少时间后两车相隔的距离最远？这个最远距离是多少？答案：我们先画出A车和B车的速度图像如下图所示当A车的速度和B车的速度相同时两辆车的距离相隔的最远从下图中可以得出当两辆车速度相同时t=9s则B车驶出后9s与A车的距离最远最远的距离应该是图中斜线所表示的面积数值。图2综上可以得出在B车起动后9s时两车相隔的距离最远最远距离为27米。三、关于速度图像问题的迁移和拓展在一些复杂的物理问题中例如非匀变速运动仅仅凭借速度图像远远不能够解决问题可是如果能够结合速度图像来作出其它相关联的图像就能够解决有联系的问题。另一方面速度图线在坐标轴的纵轴上面的截距是初速度而图像切线的斜率则为加速度图线和纵坐标轴与横坐标轴所围成的面积就是位移。与此同时也要考虑其它图线发散思维与速度图像进行类比与迁移。例3：当一个球以初速度10m/s进行向上竖直抛起球落地的速度为9m/s假如阻力和物体的速度比率成正比试求球体的运动时间。答案：这道题需要使用高等数学的积分进行求解对中学生来说要求较高。这时速度图像成为解决这道问题的最直观的选择。从题目可以画出球体在运动过程中的速度图像如下图所示根据下图所画的速度图像能够得出速度图线和时间轴所围成的面积以及这个面积所代表的物理意义。并且可以类比将V-T速度图像转化为F-T图像。由下图可知图形中的两块面积可以分别表示球体向上抛起和向下落地的高度两者高度相同。又因为阻力F∝V所以在此基础上V-T图像和F-T图像基本相同。如下图在F-T图像中阻力F的冲量由曲线围城的面积所代表由于位于T轴上方和下方的两块面积相同因此表示球体在上升阶段和下落阶段中承受的空气阻力的冲量大小一致方向却正好相反。由此可以得知物体在空中运动的过程中所受的空气阻力的总冲量是零。由上图中可以得出t=1.94s结束语从速度图像的直观性和形象性可以得出其能把物理运动的过程和状态显现的更加清晰和直观继而拓展学生思维的深度和广度提高其学习物理的积极性进而提高学生的物理成绩。【参考文献】[1]陈艳艳.速度图像在高中物理解题中的拓展应用[J].中学物理（高中版）20128（5）：15.[2]雷剑.关于速度图像的应用[J].达县师范高等专科学校学报20045（4）：15.[3]徐磊.浅谈高中物理教学中的速度图像问题应用[J].中学生数理化20056（11）：16.（作者单位：