图象在物理中的应用

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1、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

2、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。5　　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

3、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

4、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？5　　【分析】（1）由v-t图象可知，　　图

5、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，t1?t2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

6、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-t5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

7、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、乙车先通过下一个路标　　C、丙车先通过下一个路标　　D、三车同时到达下一个路标　　【分析】

8、如图所示，　　由题意做出v-t图象：