图象在物理中的应用.docx

图象在物理中的应用有句话“学好数理化走遍天下都不怕”广为流传说明“数理化”非常重要。但如今物理却被认为是一门比较难学的学科愿意学物理的学生不多学好物理的学生更不多主要原因是学生不能很好的把物理知识同其他学科知识整合起来解决物理问题。物理学中常用数学知识表示物理概念、描述物理规律。例如应用数学中的比值关系描述物体的运动速度（v=Δx/Δt）、物体的加速度（a=Δv/Δt）、电场强度（E=F/Q）等；应用数学中的坐标图象方法描绘出位移―时间图象（表示物体的运动快慢）、速度―时间图象（表示物体运动快慢的变化）等；应用数学中的几何方法表示光的直线传播、波的反射、波的折射电场和磁场的分布与强弱等。数学知识往往比较抽象学生使用过程中常常出错。物理学中常用信息技术知识把抽象问题具体化（多普勒效应、光现象、电磁现象等）、把微观现象宏观化（扩散现象、布朗运动、原子模型、核反应等）可以把看不见、摸不着的现象转化为喜闻乐见的图象学生容易接受并且记得快。当今社会由于科技的发展学生使用电脑的机会越来越多电脑水平也越来越高教学中可以引导学生用学过的几何画板、flash、powerpoint、excel等知识做出物理学中所需要的各种图象、分析物理现象、寻找物理规律；可以让学生把生活中常见的一些现象（声光电磁现象、追及问题、体育运动、娱乐活动、交通安全）、故事（如龟兔赛跑）等用图象快速准确地表现出来加深对知识的理解和掌握。图象在物理学中应用十分广泛是一种常用的研究问题的方法。因为图象：（1）能形象地表达物理规律；（2）能直观地描述物理过程；（3）能鲜明地表示物理量之间的依赖关系。所以学会作图特别是用信息技术知识作图无论是对初中生还是对高中生学习物理都会有帮助。在学习《匀变速直线运动的研究》这一章内容时“图象”的作用不能小瞧。我们可以根据图象判断物体的运动速度（v0）、任意时刻的速度（v）、物体的运动性质（物体运动快慢是否变化、加速度a是否变化）、运动的时间、一段时间内物体运动的位移x、两物体是否相遇等。下面以一些图象问题作为例子略作说明。【例1】在节假日期间你可能到公园或者游乐场所玩过蹦床如图是你某次蹦床跳起后的v-t图象。已知t1-0=t2-t1结合你的体会和经历回答下列问题：（1）你所做的运动时匀变速直线运动吗？（2）你跳起时的速度有多大？（3）你能从图象中知道在哪段时间内是上升哪段时间内是下降吗？（4）从图象中可以看出是选上升过程的速度方向为正方向还是选下降过程的速度方向为正方向？【分析】（1）由v-t图象可知图线与时间轴的夹角不变（a不变）所以运动是匀变速直线运动。（2）由图线与纵轴的交点可知跳起时的速度是v0。（3）由图线上速度值的变化可知0-t1时间段内是上升t1t2时间段内是下降。（4）由坐标轴上数值的正负可知取上升阶段为正方向下降阶段为负方向。小结：用坐标轴可以表示简洁、明了的表示速度矢量（大小和方向）随时间发生变化及变化关系。在纸上作图学生会感觉“图”比较抽象（不具体、生动）学生不能把图与现实生活相联系。用信息技术作图可以形象地模拟场景可以调动学生的感官、思维使学生更好地分析现象。【例2】甲、乙两物体由同一位置出发沿一直线运动v-t图象如图所示下列说法正确的是（）A、甲做匀速直线运动乙做匀变速直线运动B、两物体两次相遇时刻是1S末和4S末C、乙在前2S内做匀加速直线运动2S后做匀减速直线运动D、2S后甲、乙两物体速度方向相反【分析】由v-t图象可知甲物体以2m/s的速度在做匀速直线运动。乙物体在前2S内做匀加速直线运动2S后做匀减速直线运动运动方向不改变；1S末和4S末甲、乙两物体速度大小相等；6S末甲、乙两条图线与时间轴所围的面积相等表示两物体相遇。所以C答案正确。小结：由v-t图象图线的形状可以判断物体的运动性质（匀速、变速）、由图线与时间轴所围的面积是否相等可以判断两物体是否相遇。用几何方法判断和证明比较麻烦而用信息技术知识模拟情景、让学生有如身临其境引发学生积极思考；用信息技术知识作图可以形象、直观地去比较图线与时间轴所围的面积相同判断两物体的位移相等。【例3】甲、乙、丙三辆汽车以相同的速度同时经过某一个路标以后甲车一直做匀速直线运动乙车先加速后加速丙车先减速后加速它们经过下一个路标时的速度又相同则（）A、甲车先通过下一个路标B、乙车先通过下一