摘 要 圖像法是高中物理中很常用的一種解題方法,它的優(yōu)點是:簡潔直觀、思路清晰、運算簡單,尤其是在處理運動學(xué)中的很多問題上,v-t圖像、s-t圖像的應(yīng)用更是非常廣泛,但是在本文中,我要用到的v-t圖像法不是它的傳統(tǒng)運用,而是在處理一類特殊問題中,運用我稱之為的“精準(zhǔn)圖像法”,將之前的v-t圖像進一步深化,使其在定量運算中更加簡單,收到意想不到的效果.
關(guān)鍵詞 高一物理;v-t圖像法
例:有甲乙兩輛車停在在平直的公路上,甲車在第一段時間內(nèi)先以加速度a做勻加速直線運動,緊接著在下一段相等的時間內(nèi)以加速度2a繼續(xù)做勻加速運動;乙車在第一段時間內(nèi)先以加速度2a做勻加速直線運動,緊接著在下一段相等的時間內(nèi)以加速度a繼續(xù)做勻加速運動,甲乙輛車運動總時間相同,求兩車運動總位移之比?
分析:本題屬于分段勻變速直線運動,題中沒用具體點數(shù)據(jù)條件,而且所給物理量條件相對隱蔽,用剛學(xué)過勻變速直線運動公式的學(xué)生,找不到落腳點去套公式,無處下手,學(xué)生往往比較害怕;因此需要先通過仔細(xì)審題,充分挖掘條件:甲乙輛車都經(jīng)過了兩段相同的時間,時間可以設(shè)為t,前后兩段甲乙的加速度大小剛好相反,運動總時間又相同,而且題目所求為位移之比而非具體結(jié)果,因此用公式法可做如下求解:
對于甲車:第一段時間內(nèi),位移 X1= at2 其末速度V1=at
第二段時間內(nèi),位移 X2=V1t+ 2at2=2 at2 可得 X甲= X1+ X2=2.5 at2
對于乙車:第一段時間內(nèi),位移 X1= 2at2=at2 其末速度V2=2at
第二段時間內(nèi),位移 X2=V2t+ at2=2.5 at2 可得 X乙= X1+ X2=3.5 at2
因此可得:X甲:X乙=5:7
現(xiàn)用圖像法,簡單分析可知:甲乙運動時間相同,加速度對稱,速度變化量相同,末速度亦相同,可先在v-t圖像上畫出坐標(biāo)格,然后再畫出甲乙運動圖像如圖所示:
根據(jù)v-t圖像的意義,圖像與時間軸所圍面積即可代表所經(jīng)過位移,現(xiàn)取圖中一個標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)格面積為x,則直接觀察可得甲車圖像OAP與時間軸所圍面積為2.5x;乙車圖像OBP與時間軸所圍面積為3.5x,可直接看出,兩輛車位移之比為5:7.
本人把該方法取名為“精準(zhǔn)作圖法”,其優(yōu)點為:先畫出標(biāo)準(zhǔn)的坐標(biāo)格,在坐標(biāo)格上做圖像,可以直接觀察輛車的運動速度和位移,省去繁瑣運算,把常規(guī)圖像法中的求面積變成了數(shù)方格,把一道運動學(xué)中復(fù)雜的公式運算題變成了一道口算題,簡潔明了,學(xué)生容易接受,也培養(yǎng)了求解勻變速運動類問題的信心;其適用性:適合處理勻變速運動中,有明確物理量或者數(shù)據(jù)的分段運動,無論是定性分析還是定量運算,都很實用;還可以拓展到追及與相遇問題中的位移確定,都能收到很不錯的效果。