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《圖象法在高中物理中的規(guī)律及應(yīng)用》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、圖象法在高中物理中的規(guī)律及應(yīng)用物理學除了用文字表述和公式法來研究物理的概念、定義、定理和定律外,圖象法也是一種研究物理的重要方法,原因是圖象法對研究物理有其獨特的優(yōu)越性,本文就來談?wù)剤D象法在高中物理中的一些規(guī)律及應(yīng)用。一、圖象法的在高中物理中常見類型及規(guī)律1、線型此類圖象是利用線性函數(shù)的特點,或是正比例關(guān)系,或是一次函數(shù)關(guān)系。這種類型是物理學上用得最多也是最重要的一種,它既可以用來進行定性研究,也可以進行定量研究物理量間的關(guān)系。凡是用比值法定義的物理量都可以用此類圖象的斜率來表示。2、正弦型(或余弦型)此類圖象一般用來表示振動圖象或波動
2、圖象。主要集中在力學部分的簡諧運動的圖象和波動圖象、電學部分的交流電各物理量(如e、i、u等瞬時值)與時間的關(guān)系圖象和振蕩電路中的各物理量(如q、i、E、B等瞬時值)與時間的關(guān)系圖象。此類圖象的特點是具有周期性。3、拋物型此類圖象高中階段最主要是用來研究平拋運動(或類平拋)的軌跡。當然還有其它的,如勻變速直線運動的s-t圖象等,但因為其圖象為曲線不便定量研究,大多為定性研究兩物理量的關(guān)系。4、雙曲型此類圖象用于成反比關(guān)系的兩個物理量之間。如力一定時,a-m圖象;溫度一定時,p-v圖象;機車功率一定時,F-V圖象等。但此類圖象都可以轉(zhuǎn)換成
3、線型,故此類較少用。此外還有其它一些類型如方型、鋸齒型等,這些一般只在特定的環(huán)境下使用,這里就不一一介紹了。二、圖象法的優(yōu)越性1、利用圖象描述物理過程更直觀從物理圖象可以更直觀地觀察出物理過程的動態(tài)特征,清晰地表達物理過程,正確地反映物理規(guī)律。92、利用圖象解題可以使解題過程簡化,思路更清晰,比解析法更巧妙、更靈活。在有些情況下運用解析法可能無能為力,用圖象法可能使你豁然開朗。例1:一個固定在水平面上的光滑物塊,其左側(cè)面是斜面AB,右側(cè)面是曲面AC。已知AB和AC的長度相同。兩個小球p、q同時從A點分別沿AB和AC由靜止開始下滑,比較它
4、們到達水平面所用的時間pqABCA.p小球先到B.q小球先到C.兩小球同時到D.無法確定vtopqvtqtp解析:可以利用v-t圖象(這里的v是速率,曲線下的面積表示路程s)定性地進行比較。在同一個v-t圖象中做出p、q的速率圖線,顯然開始時q的加速度較大,斜率較大;由于機械能守恒,末速率相同,即曲線末端在同一水平圖線上。為使路程相同(曲線和橫軸所圍的面積相同),顯然q用的時間較少。此題用圖象法就非常直觀、簡潔,若采用公式法就非常麻煩了。3、利用圖象分析、解決問題,可以培養(yǎng)學生的空間想象能力和形象思維能力。4、利用圖象分析物理實驗運用圖
5、象處理物理實驗數(shù)據(jù)和研究兩個物理量之間關(guān)系是物理實驗中常用的一種方法,這是因為它除了具有簡明、直觀、便于比較和減少偶然誤差的特點外,還可以用圖象求第三個相關(guān)物理量、運用圖象求出的相關(guān)物理量誤差也比較小。三、圖象法本身的幾何規(guī)律及在高中物理中的相關(guān)應(yīng)用1、利用圖象上坐標點因為圖象是自變量與因變量所對應(yīng)坐標構(gòu)成的一系列點連接而成的,只要知道其中一個變量,就可以求另一個變量。因此物理中常常利用圖象中的點來求解物理問題,特別是“起點”、“終點”、“交點”、“極值點”、“拐點”9,它們往往對應(yīng)一個特殊狀態(tài),因為這些點具有特殊的物理意義。如圖象與縱
6、軸或橫軸的交點:從數(shù)學的角度看,這些點取值容易,且計算方便;從物理角度看,這些點具有鮮明的物理意義。如在閉合電路的路端電壓U和總電流I的U-I圖象中:圖象與縱軸的交點表示電源的電動勢,與橫軸的交點表示短路電流。例2:如圖所示,A,B兩條直線是在A,B兩地分別用豎直向上的力F拉質(zhì)量分別是和的物體實驗得出的兩個加速度a與力F的關(guān)系圖線,由圖分析可知()A.B.兩地重力加速度C.D.兩地重力加速度解析:對圖象中直線在兩軸上的截距的物理意義進行分析,便可獲得解題突破。直線在縱軸上截距的物理意義是物理做自由落體運動時物體運動的加速度,即重力加速度
7、g,故可以判定gA=gB。直線在橫軸上的截距的物理意義是豎直向上的拉力F剛好等于物體的重力,則有mAgA8、,在此時刻A、B速度相等,此前,VA>VB,A靠近B,此后,VA