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高中物理要重视图形和图象的教学本讲稿第一页，共一百一十九页物理学是一物理学是一门实验门实验科学。但就其表述科学。但就其表述形式而言形式而言,物理学是一物理学是一门门定量科学。各种定量科学。各种事物之事物之间间的相互作用的相互作用规规律律,重要的方面是重要的方面是用代数形式表述的用代数形式表述的,在研究和求解、推理在研究和求解、推理的的过过程中程中,一般都是以代数式的恒等一般都是以代数式的恒等变换变换、逻辑逻辑推理求得最推理求得最终终的的结结果的果的.本讲稿第二页，共一百一十九页另一方面另一方面,人人们们在研究解决在研究解决实际问实际问题时题时往往往往还还借助其他的一些方法借助其他的一些方法,利用利用图图形形图图象来分析解决象来分析解决问题问题,也是人也是人们经们经常采用的方法之一常采用的方法之一.物理物理图图形和形和图图象是一种特殊且形象象是一种特殊且形象的的语语言和工具。它运用数和形的巧妙言和工具。它运用数和形的巧妙结结合，恰当地表达各种合，恰当地表达各种现现象的物理象的物理过过程和程和物理物理规规律。律。本讲稿第三页，共一百一十九页 物理图形和图象的特点是简明、清物理图形和图象的特点是简明、清晰、形象直观、动态过程清楚、使物理晰、形象直观、动态过程清楚、使物理量之间的函数关系更加明确，利用它可量之间的函数关系更加明确，利用它可以避免复杂的运算过程，还可以恰当地以避免复杂的运算过程，还可以恰当地表示用语言难以表达的内含，所以物理表示用语言难以表达的内含，所以物理图象是处理物理问题的重要手段，也是图象是处理物理问题的重要手段，也是培养学生能力的很好的切入点。培养学生能力的很好的切入点。本讲稿第四页，共一百一十九页翻翻阅阅,对对学生就明确的提出学生就明确的提出了了应应达到的五个能力达到的五个能力(理解理解.推理推理.分析分析综综合合.应应用数学用数学处处理物理理物理问题问题,实验实验能力能力),其中在其中在应应用数学用数学处处理物理理物理问题问题的能力中有的能力中有这样这样的的要求要求:必要必要时时能运用几何能运用几何图图形、函数形、函数图图象象进进行行表达、分析。表达、分析。统计统计2006年到年到2008年全国高考一卷中年全国高考一卷中涉及与涉及与图图形和形和图图象有关的象有关的题题目如下表：目如下表：本讲稿第五页，共一百一十九页高考高考时时间间试试卷卷题题号号考察的知考察的知识识版版块块图图形形题题图图象象题题分分值值1002006年年全国卷全国卷17滤滤速器速器(电场电场与磁与磁场场关系关系图图形形62006年年全国卷全国卷19受迫振受迫振动动图图形形y-t图图象象62006年年全国卷全国卷21用用电电磁感磁感应应求求电电量量图图形形62006年年全国卷全国卷22(1)用双用双缝缝干涉干涉测测波波长长图图形形172006年年全国卷全国卷22(2)测测伏特表的内阻伏特表的内阻画画图图形形2006年年全国卷全国卷23声音在云声音在云层层上的反射和直上的反射和直线传线传播播画画图图形形162006年年全国卷全国卷24煤煤块块在水平在水平传传送送带带上的画上的画痕痕用用v-t图图象解象解决决192006年年全国卷全国卷25带电带电粒子在粒子在电场电场和重力和重力场场中的运中的运动动实实物物图图20本讲稿第六页，共一百一十九页2007年年全国全国卷卷15波波动图动图象与振象与振动图动图象象的关系的关系Y-x图图象象x-t图图象象61102007年年全国全国卷卷16气体的气体的压压力和力和压压强强的的微微观观决定要素决定要素实实物物图图62007年年全国全国卷卷17光的全反射光的全反射实实物物图图62007年年全国全国卷卷18动动量定理量定理(F/mg)-t62007年年全国全国卷卷19跃跃迁迁时时的光的光辐辐射射能能级级图图62007年年全国全国卷卷20匀匀强强电场电场能的性能的性质质电电势势图图6本讲稿第七页，共一百一十九页2007年年全国全国卷卷21电电磁感磁感应应实实物物图图I-t图图62007年年全国全国卷卷22(1)示波器的使用示波器的使用实实物物图图波形波形图图172007年年全国全国卷卷22(2)碰撞中的碰撞中的动动量守恒量守恒过过程程图图2007年年全国全国卷卷23运运动员动员在接力区的追在接力区的追击问题击问题可用可用v-t152007年年全国全国卷卷24弹弹性碰撞和机械能守性碰撞和机械能守恒恒实实物物图图182007年年全国全国卷卷25带电带电粒子在有届磁粒子在有届磁场场中的运中的运动动.实实物物图图18本讲稿第八页，共一百一十九页20082008年年全国全国卷卷1414平抛运平抛运动动图图形形6 68220082008年年全国全国卷卷1515牛牛顿顿第二定律第二定律图图形形6 620082008年年全国全国卷卷1616波波动图动图象的特点象的特点Y-XY-X图图象象6 620082008年年全国全国卷卷2020电电磁感磁感应应图图形形B-tB-t图图I-tI-t图图6 620082008年年全国全国卷卷2222验证验证机械能守恒定律机械能守恒定律图图形形181820082008年年全国全国卷卷2222电电表的改装表的改装电电路路图图20082008年年全国全国卷卷2424功能关系和功能关系和动动量守恒量守恒状状态态图图181820082008年年全国全国卷卷2525带电带电粒子在有界粒子在有界电电磁磁场场中的运中的运动动图图形形2222本讲稿第九页，共一百一十九页通通过过上述上述统计统计知知,高考中利用高考中利用图图形和形和图图象象问问题题的解的解题约题约在物理在物理总总分中占有百分之七十左右分中占有百分之七十左右的比例的比例,在教学在教学过过程中和高考前的复程中和高考前的复习阶习阶段段,重重视图视图形和形和图图象象问题问题的分析和复的分析和复习习是非常重要的是非常重要的.日常教学和高考日常教学和高考总总复复习习的的过过程中要重程中要重视图视图形形和和图图象在学生象在学生认认知知过过程中的重要意程中的重要意义义,有有计计划划的引的引导导学生学生识图识图.画画图图,用用图图形和形和图图象分析比象分析比较较抽象的物理概念的意抽象的物理概念的意义义.对对解决高考中的部分解决高考中的部分问题问题有很大的帮助有很大的帮助.本讲稿第十页，共一百一十九页一一.图图形的建立与形的建立与应应用用教教师师在教学中根据教学需要和在教学中根据教学需要和问问题题所描述的情景常画所描述的情景常画简简略略图图形形,可以可以协协助学生理解物理概念和物理助学生理解物理概念和物理过过程程,进进一一步明确已知的物理量和要求解的步明确已知的物理量和要求解的问题问题,有利于找出求解的有利于找出求解的问题问题与已知量之与已知量之间间的关系的关系,使解使解题题思路更加清晰思路更加清晰.本讲稿第十一页，共一百一十九页1概念概念图图当学当学习过习过的知的知识识增多增多时时，学生就很容易，学生就很容易记记错错、记记混有关的概念。而概念混有关的概念。而概念图图是呈是呈现现概念或概念或信息之信息之间间相互相互联联系的一种系的一种简简明便利的明便利的图图示，是示，是由由节节点和点和连线组连线组成的一系列概念的成的一系列概念的结结构化的表构化的表征。可以使所学的内容化繁征。可以使所学的内容化繁为简为简，重点突出，重点突出，脉脉络络分明，便于学生分明，便于学生进进行分析、比行分析、比较较、综综合、合、概括；可以不断地把分散的概念系概括；可以不断地把分散的概念系统统化，不断化，不断地把新概念地把新概念纳纳入旧概念的系入旧概念的系统统中，逐步在中，逐步在头脑头脑中建立一个清晰的概念系中建立一个清晰的概念系统统，本讲稿第十二页，共一百一十九页例例1.几何光学中概念和规律之间的关系几何光学中概念和规律之间的关系:本讲稿第十三页，共一百一十九页2维恩恩图是另一种用于是另一种用于显示事物异同点的画示事物异同点的画图方法。方法。它由两个或两个以上互相部分重合的它由两个或两个以上互相部分重合的圆组成。成。每一个每一个圆代表一个特定的概念和代表一个特定的概念和观点。概念点。概念之之间的共同特征（相似点）写在两个的共同特征（相似点）写在两个圆重叠重叠的区域内的区域内.独有的特征（不同点）独有的特征（不同点）则写在相写在相应的的圆中重叠区域之外的部分。中重叠区域之外的部分。例例2.如如图：多功能：多功能电表的异同点表的异同点本讲稿第十四页，共一百一十九页本讲稿第十五页，共一百一十九页3.状状态过态过程程图图.它是将一个它是将一个较为较为复复杂杂抽象的抽象的过过程或状程或状态态用比用比较较简简明的几个明的几个线线条条,简单简单的构的构图较为图较为清晰的表示出来清晰的表示出来的一种方法的一种方法.如如电场线电场线,磁感磁感线线.光光线线.受力受力图图,运运动过动过程程简图简图等等.将将图图与物理与物理过过程程结结合合进进行分析使物理行分析使物理问题顺问题顺利解决的有效途径利解决的有效途径.例例3:2008年全国高考卷年全国高考卷(江苏江苏)12题题C(选选修模块修模块35)(1)下列实验中，深入地揭示了光的粒子性下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有一面的有本讲稿第十六页，共一百一十九页本讲稿第十七页，共一百一十九页（1）A为为康普康普顿顿散射散射B为为光光电电效效应应，康普，康普顿顿散射和光散射和光电电效效应应都深入揭示了光的粒子性；都深入揭示了光的粒子性；D为为光的折射，揭示了光的折射，揭示了氢氢原子能原子能级级的的不不连续连续；C为为粒子散射，不是光子，揭粒子散射，不是光子，揭示了原子的核式示了原子的核式结结构模型。构模型。点评点评:题目将学生所学过的知识题目将学生所学过的知识,通过图形来展通过图形来展示出来分析示出来分析,突现了图形的重要性突现了图形的重要性.本讲稿第十八页，共一百一十九页例例4.物体物体m放在粗糙的斜面上保持静止，现用水放在粗糙的斜面上保持静止，现用水平力平力F推物体推物体m，在力，在力F由零逐渐增加而物体由零逐渐增加而物体m仍静止仍静止的过程中，物体的过程中，物体m所受的所受的（A）静摩擦力逐渐减小到零静摩擦力逐渐减小到零（B）静摩擦力的方向可能改变静摩擦力的方向可能改变（C）合外力逐渐增大）合外力逐渐增大（D）斜面支持力增大）斜面支持力增大答案答案B、D本讲稿第十九页，共一百一十九页可以用受力平衡时合理为零分析可以用受力平衡时合理为零分析:如图如图 由数学的角度分析由数学的角度分析,比较比较严密严密,逻辑性强逻辑性强,但对初学矢但对初学矢量合成的学生来说量合成的学生来说,比较难接比较难接受受.我们可以换一个角度我们可以换一个角度,由矢量运算的多边由矢量运算的多边形定则分析形定则分析,学生接受起来会更好些学生接受起来会更好些.本讲稿第二十页，共一百一十九页 不受水平推力时不受水平推力时:物体受三个力而平衡物体受三个力而平衡.三个力三个力的图示顺次构成封闭的三角形的图示顺次构成封闭的三角形.mgF1f 当有水平推力但水平推力比较小时当有水平推力但水平推力比较小时,画物体受力画物体受力平衡的多边形平衡的多边形,如图如图.FmgF1f当水平推力适当时当水平推力适当时,画出的图使画出的图使mg,F和和F1构构成一个封闭三角形时成一个封闭三角形时,摩擦力为零摩擦力为零,F1mgF当水平推当水平推力摩擦力的方力摩擦力的方向变为向下向变为向下,并并随随F的增加而增的增加而增大大.mgFF1f点评点评:用矢量图表示摩擦力的变化用矢量图表示摩擦力的变化,形象直观形象直观.本讲稿第二十一页，共一百一十九页例例5:2007年全国高考卷年全国高考卷23（15分）甲乙两运分）甲乙两运动员动员在在训练训练交接棒的交接棒的过过程中程中发现发现：甲：甲经经短距离加速后能保持短距离加速后能保持9m/s的速度跑完全程；乙从起跑后到接棒前的运的速度跑完全程；乙从起跑后到接棒前的运动动是匀是匀加速的，加速的，为为了确定乙起跑的了确定乙起跑的时时机，需在接力区前适当的机，需在接力区前适当的位置位置设设置置标记标记，在某次，在某次练习练习中，甲在接力区前中，甲在接力区前S0=13.5m处处作了作了标记标记，并以，并以V=9m/s的速度跑到此的速度跑到此标记时标记时向乙向乙发发出起跑口令，乙在接力区的前端听到口令出起跑口令，乙在接力区的前端听到口令时时起跑，并起跑，并恰好在速度达到与甲相同恰好在速度达到与甲相同时时被甲追上，完成交接棒，已被甲追上，完成交接棒，已知接力区的知接力区的长长度度为为L=20m。求：（求：（1）此次）此次练习练习中乙在接棒前的加速度中乙在接棒前的加速度a。（2）在完成交接棒）在完成交接棒时时乙离接力区末端的距离。乙离接力区末端的距离。本讲稿第二十二页，共一百一十九页解解:画出追画出追击过击过程程简图简图,则问题则问题不不难难分析分析:（1）在甲）在甲发发出口令后，甲乙达到共同速度所用出口令后，甲乙达到共同速度所用时时间为间为设设在在这这段段时间时间内甲、乙的位移分内甲、乙的位移分别为别为S1和和S2，则则本讲稿第二十三页，共一百一十九页S1=VtS1=S2+S0联联立立、式解得式解得a=3m/s2本讲稿第二十四页，共一百一十九页S2=13.5m完成交接棒完成交接棒时时，乙与接力区末端的距，乙与接力区末端的距离离为为LS2=6.5m（2）在）在这这段段时间时间内，乙在接力区的位移内，乙在接力区的位移为为本讲稿第二十五页，共一百一十九页4.几何几何图图形形例例6.2008年全国高考卷年全国高考卷25（20分）分）我国我国发发射的射的“嫦娥一号嫦娥一号”探月探月卫卫星沿近似于星沿近似于圆圆形形轨轨道道绕绕月月飞飞行。行。为为了了获获得月球表面全貌的信息，得月球表面全貌的信息，让卫让卫星星轨轨道道平面平面缓缓慢慢变变化。化。卫卫星将星将获获得的信息持得的信息持续续用微波信号用微波信号发发回回地球。地球。设设地球和月球的地球和月球的质质量分量分别为别为M和和m，地球和月球，地球和月球的半径分的半径分别为别为R和和R1，月球，月球绕绕地球的地球的轨轨道半径和道半径和卫卫星星绕绕月月球的球的轨轨道半径分道半径分别为别为r和和r1，月球，月球绕绕地球地球转动转动的周期的周期为为T。假定在。假定在卫卫星星绕绕月运行的一个周期内月运行的一个周期内卫卫星星轨轨道平面道平面与地月与地月连连心心线线共面，求在共面，求在该该周期内周期内卫卫星星发发射的微波射的微波信号因月球遮信号因月球遮挡挡而不能到达地球的而不能到达地球的时间时间（用（用M、m、R、R1、r、r1和和T表示，忽略月球表示，忽略月球绕绕地球地球转动对转动对遮遮挡时间挡时间的影响）。的影响）。本讲稿第二十六页，共一百一十九页解：首先画出地球解：首先画出地球,月球和月球月球和月球卫卫星之星之间间的大的大约约几几何关系何关系图图如下如下图图所示：所示：设设O和和O分分别别表示地球和月球的中心在表示地球和月球的中心在卫卫星星轨轨道平面上，道平面上，A是地月是地月连连心心线线OO与地月球表面的公切与地月球表面的公切线线ACD的交点，的交点，D、C和和B分分别别是是该该公切公切线线与地球表面、与地球表面、月球表面和月球表面和卫卫星星轨轨道的交点道的交点过过A点在另一点在另一侧侧作地月作地月球面的公切球面的公切线线，交，交卫卫星星轨轨道于道于E点点卫卫星在星在圆圆弧弧BE上上运运动时发动时发出的信号被遮出的信号被遮挡挡本讲稿第二十七页，共一百一十九页解解:设设探月探月卫卫星的星的质质量量为为m0，万有引力常量，万有引力常量为为G，根据万有引力定律有：根据万有引力定律有：式中，式中，T1表示探月表示探月卫卫星星绕绕月球月球转动转动的周期的周期由以上两式可得：由以上两式可得：本讲稿第二十八页，共一百一十九页做做辅辅助助线线确定确定卫卫星被遮星被遮挡过挡过程中程中绕绕月球月球转过转过的角的角度度.设卫设卫星的微波信号被遮星的微波信号被遮挡挡的的时间为时间为t，则则由于由于卫卫星星绕绕月球做匀速月球做匀速圆圆周运周运动动，遮，遮挡时间挡时间与与卫卫星星转过转过的的角度成正比角度成正比,应应有：有：本讲稿第二十九页，共一百一十九页由几何关系得：由几何关系得：由由得：得：本讲稿第三十页，共一百一十九页例例7.根据物体由根据物体由竖竖直直圆圆弧的弧的顶顶点沿光滑的弦运点沿光滑的弦运动动到到圆圆周上的周上的时时间间相等的相等的时间时间的特性的特性,可以画可以画图图分分析有关与运析有关与运动时间动时间最短的最短的问题问题.或根据物体由或根据物体由竖竖直直圆圆弧的弧的圆圆周沿光滑的弦运周沿光滑的弦运动动到到圆圆周上最周上最底点的底点的时间时间相等的相等的时间时间的特性的特性,可以画可以画图图分析有关与运分析有关与运动时间动时间最短的最短的问题问题.本讲稿第三十一页，共一百一十九页 如修建房屋时屋顶与水平方向之间的夹角如修建房屋时屋顶与水平方向之间的夹角为多大是雨水沿屋顶流下的时间为最短为多大是雨水沿屋顶流下的时间为最短(忽略忽略一切阻力一切阻力)除用牛顿运动定律除用牛顿运动定律计算外计算外,可以用作图法进可以用作图法进行分析行分析.本讲稿第三十二页，共一百一十九页 小球沿竖直面内光滑的矩形管子有顶端下滑到小球沿竖直面内光滑的矩形管子有顶端下滑到底端的过程中底端的过程中,所用时间长短的比较所用时间长短的比较.本讲稿第三十三页，共一百一十九页 由斜面上方的定点由斜面上方的定点A,A,向斜面修一个光滑的斜槽直向斜面修一个光滑的斜槽直轨道轨道,使到达斜面的时间为最短使到达斜面的时间为最短,求斜槽与竖直方向之求斜槽与竖直方向之间的夹角为多少间的夹角为多少?本讲稿第三十四页，共一百一十九页二二.图图象的建立与象的建立与应应用用1.教会学生作好图象教会学生作好图象建立坐标系建立坐标系描绘图线时，一般以横坐标代表自变量，以纵描绘图线时，一般以横坐标代表自变量，以纵坐标代表因变量，在轴的末端箭头旁注明代表的坐标代表因变量，在轴的末端箭头旁注明代表的物理量及单位。例如，要描绘匀变速直线运动的物理量及单位。例如，要描绘匀变速直线运动的速度图象，即以时间为横坐标，以瞬时速度为纵速度图象，即以时间为横坐标，以瞬时速度为纵坐标，在纵坐标与横坐标的末端箭头旁分别标注坐标，在纵坐标与横坐标的末端箭头旁分别标注V/m.s1（如下图）（如下图）本讲稿第三十五页，共一百一十九页根据测量的数据，选取适当的坐标轴的标度根据测量的数据，选取适当的坐标轴的标度标度即每格所代表的量，使横轴与纵轴的全长（表标度即每格所代表的量，使横轴与纵轴的全长（表示数轴的最大值）接近相等，图线大约分布在以坐标示数轴的最大值）接近相等，图线大约分布在以坐标原点为顶点，以横坐标为一条边的原点为顶点，以横坐标为一条边的400到到600角之间，角之间，并尽可能使最小分度与测量的准确程度相一致。并尽可能使最小分度与测量的准确程度相一致。本讲稿第三十六页，共一百一十九页当图线不通过坐标原点时，坐标原点可当图线不通过坐标原点时，坐标原点可以不从零开始，这样可以使图线分布匀称以不从零开始，这样可以使图线分布匀称.如高中物理课本中测电源电动势和内电阻的如高中物理课本中测电源电动势和内电阻的实验中，纵轴表示路端电压，横坐标表示电路实验中，纵轴表示路端电压，横坐标表示电路中的电流，通常纵轴不从中的电流，通常纵轴不从0值开始，这样作出的值开始，这样作出的图象更匀称，不影响表达物理规律。图象更匀称，不影响表达物理规律。本讲稿第三十七页，共一百一十九页描点与连线描点与连线依据实验数据用削尖的铅笔在图上描点，依据实验数据用削尖的铅笔在图上描点，用用“”或或“”符号标明。描线应该用直符号标明。描线应该用直尺或曲线板，描出的线应该是光滑的直线尺或曲线板，描出的线应该是光滑的直线或曲线。因为测量值有一定的误差，图线或曲线。因为测量值有一定的误差，图线不通过全部点是正常现象，连线时应尽量不通过全部点是正常现象，连线时应尽量使图线通过或接近数据点，个别严重偏离使图线通过或接近数据点，个别严重偏离的点应舍弃，连线的原则是尽量使所描点的点应舍弃，连线的原则是尽量使所描点均匀地分布在图线两侧。均匀地分布在图线两侧。本讲稿第三十八页，共一百一十九页2.教会学生识图。教会学生识图。看清物理图象，并从图象中获取有用信看清物理图象，并从图象中获取有用信息是学生学习中的难点，因此在图象教学中要息是学生学习中的难点，因此在图象教学中要培养学生形成特定的思维习惯，形成一定的识培养学生形成特定的思维习惯，形成一定的识图方法，从而保证读图中不出错，应注意以下图方法，从而保证读图中不出错，应注意以下几点：几点：本讲稿第三十九页，共一百一十九页看坐标轴看坐标轴:首先看清两个坐标轴表示什么物理量，单首先看清两个坐标轴表示什么物理量，单位是什么。位是什么。学生初学时，经常看不清坐标轴表示的物学生初学时，经常看不清坐标轴表示的物理量，常把理量，常把s-t图象当作图象当作v-t图象，把图象，把a-t图象看图象看成成v-t图象等，一但出现这样的错误，后面的所图象等，一但出现这样的错误，后面的所有环节都出错，故应反复强调识图时，先看坐有环节都出错，故应反复强调识图时，先看坐标轴。平时可加强这方面的训练。标轴。平时可加强这方面的训练。本讲稿第四十页，共一百一十九页例例8.将将物物体体以以一一定定的的初初速速度度竖竖直直上上抛抛若若不不计计空空气气阻阻力力，从从抛抛出出到到落落回回原原地地的的整整个个过过程程中，下列四个图线中正确的是中，下列四个图线中正确的是()Ep=mgh=mg(v0t-1/2gt2)BCp=mv=m(v0-gt)Ek=Ek0-mghABCD动动量量大大小小动动量量大大小小势势能能时间时间时间时间高度高度高度高度0000动动能能点评点评:看图注意横纵坐标表示看图注意横纵坐标表示的物理量是什么的物理量是什么本讲稿第四十一页，共一百一十九页 例例9.9.北京北京20072007年理科年理科综综合合2121题题（2 2）某）某同学用同学用图图2 2 所示的所示的实验实验装置研究小装置研究小车车在斜面在斜面上的运上的运动动。实验实验步步骤骤如下：如下：a a安装好安装好实验实验器材。器材。b b接通接通电电源后，源后，让让拖着拖着纸带纸带的小的小车车沿平板斜面向沿平板斜面向下运下运动动，重复几次。，重复几次。选选出一条点迹比出一条点迹比较较清晰的清晰的纸带纸带，舍去开始密集的点迹，从便于舍去开始密集的点迹，从便于测测量的点开始，每两量的点开始，每两个打点个打点间间隔取一个隔取一个计计数点，如数点，如图图3 3中中0 01 12 26 6点所示。点所示。本讲稿第四十二页，共一百一十九页c c测测量量1 12 23 36 6计计数点到数点到0 0计计数点的距离，分数点的距离，分别记别记作：作：S S1 1S S2 2S S3 3S S6 6。d d通通过测过测量和量和计计算，算，该该同学判断出小同学判断出小车车沿平板做匀加速直沿平板做匀加速直线线运运动动。e e分分别计别计算出算出S S1 1S S2 2S S3 3S S6 6与与对应时间对应时间的比的比值值本讲稿第四十三页，共一百一十九页结结合上述合上述实验实验步步骤骤，请请你完成下列任你完成下列任务务：f f以以为纵为纵坐坐标标、t t为为横坐横坐标标，标标出出与与对应时间对应时间t t的坐的坐标标点，画出点，画出t t图线图线。实验实验中，除打点中，除打点计时计时器（含器（含纸带纸带、复写、复写纸纸）、）、小小车车、平板、平板、铁铁架台、架台、导线导线及开关外，在下面及开关外，在下面的的仪仪器和器材中，必器和器材中，必须须使用的使用的有有 和和 。（填。（填选项选项代号）代号）A A电压电压合适的合适的50Hz50Hz交流交流电电源源B B电压电压可可调调的直流的直流电电源源C C刻度尺刻度尺D D秒表秒表E E天平天平F F重重锤锤AC本讲稿第四十四页，共一百一十九页将最小刻度将最小刻度为为1mm1mm的刻度尺的的刻度尺的0 0刻刻线线与与0 0计计数点数点对齐对齐，0 01 12 25 5计计数点所在位置如数点所在位置如图图4 4所示，所示，则则S S2 2=cmcm，S S5 5=cmcm。2.972.9913.1913.21 点评点评:纸带上打出的点有拖痕纸带上打出的点有拖痕,读数时一定要以读数时一定要以点的最左边为标准读数点的最左边为标准读数.本讲稿第四十五页，共一百一十九页该该同学在同学在图图5 5中已中已标标出出1 13 34 46 6计计数点数点对应对应的坐的坐标标，请请你在你在该图该图中中标标出与出与2 25 5两个两个计计数点数点对应对应的坐的坐标标点，并画出点，并画出t t。判断，在打判断，在打0 0计计数点数点时时，小，小车车的速度的速度v v0 0=m/sm/s；它；它在斜面上运在斜面上运动动的加速度的加速度a=a=m/sm/s2 2。根据根据t t图线图线0.160.204.505.10本讲稿第四十六页，共一百一十九页 求解上述问题的关键是要搞清纵轴所代表的意义求解上述问题的关键是要搞清纵轴所代表的意义,它是横轴上对应的一段时间间隔内的平均速度它是横轴上对应的一段时间间隔内的平均速度.本讲稿第四十七页，共一百一十九页设设:t=0时刻的瞬时速度为时刻的瞬时速度为v0,则初速和加速度可以用函则初速和加速度可以用函数式计算数式计算:本讲稿第四十八页，共一百一十九页v/cm.s-1若将纵轴若将纵轴所表示的平均所表示的平均速度改为瞬时速度改为瞬时速度速度,则图象如则图象如图中的红线所图中的红线所示示.这时红色图这时红色图线的斜率是加线的斜率是加速度速度.本讲稿第四十九页，共一百一十九页也可以用也可以用(s/t)-t图象直接求加速度和初速图象直接求加速度和初速因为匀变速直线运动过程中的平均速度等因为匀变速直线运动过程中的平均速度等于过程中时刻的瞬时速度于过程中时刻的瞬时速度.既既:(s/t)-t图线的截距是初速度图线的截距是初速度,斜率的斜率的2倍是物倍是物体运动的加速度体运动的加速度本讲稿第五十页，共一百一十九页看图线的形状。看图线的形状。高中物理中遇到的图线一般为两种，高中物理中遇到的图线一般为两种，一一是直线、二是曲线。如图线是直线，说明纵轴是直线、二是曲线。如图线是直线，说明纵轴表示物理量随横轴表示的物理量是均匀变化的；表示物理量随横轴表示的物理量是均匀变化的；如图线是曲线，说明纵轴表示物理量随横轴表如图线是曲线，说明纵轴表示物理量随横轴表示的物理量是不均匀变化的。图线的形状反映示的物理量是不均匀变化的。图线的形状反映了物理规律。了物理规律。看图线上的点表示的物理意义。看图线上的点表示的物理意义。本讲稿第五十一页，共一百一十九页看图线与坐标轴的截距表示的物理意义。看图线与坐标轴的截距表示的物理意义。aF840510验证牛顿第二定律验证牛顿第二定律的实验中的实验中,未平衡未平衡摩擦摩擦,线与线与a轴之交轴之交点为点为-guO I ImIEU M（I，U）b aN闭合电路欧姆定律的研究闭合电路欧姆定律的研究中中,对于对于u-I图图,若原点是电若原点是电压和电流的零起点压和电流的零起点,则纵则纵轴截距是电动势轴截距是电动势.本讲稿第五十二页，共一百一十九页看图线的斜率看图线的斜率若图线是直线，其斜率是不变的，但不同的图线若图线是直线，其斜率是不变的，但不同的图线其斜率表达的物理意义是不一样的，例如，位移时间其斜率表达的物理意义是不一样的，例如，位移时间关系图线的斜率等于物体的速率，斜率的正负可以表关系图线的斜率等于物体的速率，斜率的正负可以表示速度的方向，而速度时间关系图线，其斜率表示加示速度的方向，而速度时间关系图线，其斜率表示加速度。速度图线是曲线，其斜率是变化的，其所表达速度。速度图线是曲线，其斜率是变化的，其所表达的物理量也是变化的，的物理量也是变化的，T2/s201234L/m161284斜率斜率k=T2/L=42/g则则g=42L/T2=2=9.87m/s2用单摆测定用单摆测定重力加速度重力加速度的实验中的的实验中的T2-L图象中图象中.本讲稿第五十三页，共一百一十九页Ek/10-19J/1014Hz051042-2斜率斜率k=h=6.610-34Js纵轴截距的绝对值是逸出功纵轴截距的绝对值是逸出功W在爱因斯坦光电效应方程中在爱因斯坦光电效应方程中横轴截距是极限频率横轴截距是极限频率本讲稿第五十四页，共一百一十九页但不是所有图线的斜率都能表示某个物理量，但不是所有图线的斜率都能表示某个物理量，例如小灯泡的伏安特性曲线，如下图。例如小灯泡的伏安特性曲线，如下图。曲线上某点曲线上某点A的切线的斜率不能表示电阻的的切线的斜率不能表示电阻的倒数，因为电阻的定义是倒数，因为电阻的定义是R=U/I，而不是，而不是R=U/I，故灯泡在，故灯泡在A状态时，其电阻等于状态时，其电阻等于OA直直线的斜率的倒数。线的斜率的倒数。本讲稿第五十五页，共一百一十九页例例10.2008年全国高考卷年全国高考卷(江苏江苏)5如图所示，如图所示，粗糙的斜面与光滑的水平面相连接，滑块沿水平粗糙的斜面与光滑的水平面相连接，滑块沿水平面以速度面以速度V0运动设滑块运动到运动设滑块运动到A点的时刻为点的时刻为t=0，距，距A点的水平距离为点的水平距离为x，水平速度为，水平速度为Vx,由于由于V0不同，从不同，从A点到点到B点的几种可能的运动图象如下点的几种可能的运动图象如下列选项所示，其中表示摩擦力做功最大的是列选项所示，其中表示摩擦力做功最大的是:本讲稿第五十六页，共一百一十九页分析：考分析：考查查平抛运平抛运动动的分解与牛的分解与牛顿顿运运动动定律。从定律。从A选项选项的水平位移与的水平位移与时间时间的正比关系可知，滑的正比关系可知，滑块块做平抛运做平抛运动动，摩擦，摩擦力必定力必定为为零；零；B选项选项先平抛后在水平地面运先平抛后在水平地面运动动，水平速度突，水平速度突然增大，摩擦力依然然增大，摩擦力依然为为零；零；对对C选项选项，水平速度不，水平速度不变变，为为平平抛运抛运动动，摩擦力，摩擦力为为零；零；对对D选项选项水平速度与水平速度与时间时间成正比，成正比，说说明滑明滑块块在斜面上做匀加速直在斜面上做匀加速直线线运运动动，有摩擦力，故摩擦力做，有摩擦力，故摩擦力做功最大的是功最大的是D图图象所象所显显示的情景，示的情景，D对对。本。本题题考考查查非常灵活，非常灵活，但考但考查查内容非常基内容非常基础础，抓住水平位移与水平速度与，抓住水平位移与水平速度与时间时间的关的关系，然后与平抛运系，然后与平抛运动动的思想的思想结结合起来，是合起来，是为为破解点。破解点。核心是核心是:有摩擦力时水平速度在一个过程中变化有摩擦力时水平速度在一个过程中变化.本讲稿第五十七页，共一百一十九页看图线与坐标轴所包围的面积看图线与坐标轴所包围的面积图图(1)，例如速度时间关系图线中，如下面阴影区，例如速度时间关系图线中，如下面阴影区域的面积值，等于物体时间域的面积值，等于物体时间t内运动的位移。内运动的位移。图图(2)中的阴影区域面积表示恒力中的阴影区域面积表示恒力F在时间在时间t内的冲量值。内的冲量值。但不是所有面积都有意义但不是所有面积都有意义(s-t).本讲稿第五十八页，共一百一十九页三三.注重常注重常规图规图象象:在高考的复在高考的复课阶课阶段要熟段要熟练练的的应应用用课课本上出本上出现现的常的常规图规图象分析有关象分析有关问题问题.应应用用图图象分析有关象分析有关问题时问题时,关关键键要注意要注意:就是要将就是要将图图象中所表示的物理量与日常中所学象中所表示的物理量与日常中所学习过习过的与的与这这些物些物理量相理量相联联系的系的规规律律,数学函数式有机的数学函数式有机的结结合起来分析合起来分析,见见到到图图象象,能能联联系与系与图图象有关的物理象有关的物理规规律律,见见到到问题问题中中所描述的物理所描述的物理规规律律,能用能用图图象形象的表示出象形象的表示出这这个个规规律律,就可以解决就可以解决较为较为复复杂杂,中学中学阶阶段段较难较难解决的解决的问题问题.本讲稿第五十九页，共一百一十九页1.用用x-t图图象理解平均速度和瞬象理解平均速度和瞬时时速度之速度之间间的的关系关系:如人教版高一物理必修教材中如人教版高一物理必修教材中,开始的第一章开始的第一章和第二章就是运和第二章就是运动动学的教学学的教学,教学中学生最教学中学生最难难理解理解的是平均速度和瞬的是平均速度和瞬时时速度之速度之间间的区的区别别和和联联系系,加速加速度的意度的意义义,平均加速度与瞬平均加速度与瞬时时加速度的区加速度的区别别与与联联系系,怎怎样样将他将他们们之之间间的的联联系和区系和区别说别说清清,重点研究重点研究x-t图图象和象和v-t图图象象,除除图图象的一般意象的一般意义义外外,如果引如果引导导学生学生对图对图象的象的进进行行认识认识,会会对对平均速度和瞬平均速度和瞬时时速速度的度的计计算有一个算有一个较较深刻的深刻的认识认识.本讲稿第六十页，共一百一十九页平均速度是平均速度是对应图对应图中的位移中的位移时间时间曲曲线线上的割上的割线线AB的的斜率。斜率。(tg)。本讲稿第六十一页，共一百一十九页t1时时刻的瞬刻的瞬时时速度速度V,在在t0的的过过程中程中,割割线线AB最最终变为终变为位移位移时间时间曲曲线线上的上的A点的切点的切线线,而而t1时时刻的瞬刻的瞬时时速度速度V则则对应对应A点切点切线线CD的斜率的斜率(tg)。理理论论上上讲讲,平均速度平均速度转转化化为为瞬瞬时时速度的速度的过过程是一个程是一个由量由量变变到到质变质变的的过过程程,但要注意但要注意.在日常的在日常的计计算中算中,如用如用光光电门测电门测物体运物体运动动的速度中的速度中,用短的位移用短的位移间间隔上的平隔上的平均速度来代替瞬均速度来代替瞬时时速度的速度的.本讲稿第六十二页，共一百一十九页2.用用v-t图图象理解平均加速度与瞬象理解平均加速度与瞬时时加速度之加速度之间间的关系的关系:平均加速度是粗略描述物体速度平均加速度是粗略描述物体速度变变化的快慢的化的快慢的方法方法,是是v-t图图象上的割象上的割线线AB的斜率的斜率(tg)。本讲稿第六十三页，共一百一十九页精确描述加速度的方法精确描述加速度的方法,可以利用可以利用v-t图图象注象注释释瞬瞬时时加速度的概念加速度的概念.例如例如,t1时时刻刻质质点的加速度点的加速度a,对应图对应图中速度中速度时间时间曲曲线线上的切上的切线线CD的斜率的斜率(tg)。本讲稿第六十四页，共一百一十九页问题问题中一定要注意中一定要注意:求斜率的方法是用求斜率的方法是用纵纵坐坐标标的的变变化与横坐化与横坐标标的的变变化的比化的比值计值计算算,而不能用量角器去而不能用量角器去量量线线与与时间轴时间轴之之间间的的夹夹角角,有有夹夹角的正切角的正切值计值计算算.对对于匀于匀变变速直速直线线运运动动.由于加速度不由于加速度不变变,所以所以v-t图图象象是一条是一条倾倾斜的直斜的直线线.图图象与象与t轴轴之之间间所所夹夹的正的正负负面面积积的代的代数和是位移数和是位移,正正负负面面积积的的绝对值绝对值之和是路程之和是路程.本讲稿第六十五页，共一百一十九页3.用用v-t图图象理解匀象理解匀变变速直速直线线运运动动中的几个基本中的几个基本公式公式:对对于速度公式于速度公式:利用加速度的形象化解利用加速度的形象化解释释,a=tg,如如图图所示，从所示，从图图中可以很容易的看出中可以很容易的看出,此此图图象描述的象描述的是初速度是初速度为为v0匀加速直匀加速直线线运运动动,并且并且 vtv0=(tg)t,即即,vt=v0+at.本讲稿第六十六页，共一百一十九页对对于位移的公式于位移的公式:可以直接把可以直接把图图中的矩形和中的矩形和三角形的面三角形的面积积相加或相减可得位移公式相加或相减可得位移公式:本讲稿第六十七页，共一百一十九页用用类类加的思想求匀加的思想求匀变变速运速运动动的位移的位移:如如图图所