李俊
學生進入高中階段一開始學習物理,首先進行運動學的學習.與之前在初中學的簡單物理運動相比有了很大的難度,而這部分又是在高中階段學習物理的基礎(chǔ)和難點.運動學解題的方法多種多樣,如果學生在高一時就能掌握圖象法解題,在今后的學習和復(fù)習都有不可估量的幫助.
速度——時間(v-t)描述物體運動的速度隨時間的變化規(guī)律.其橫坐標表示時間、縱坐標表示速度,其斜率表示速度變化的快慢即加速度,而圖象與坐標圍城的面積是物體運動的位移.
速度——時間圖象的特點:
①因速度是矢量,故速度——時間圖象上只能表示物體運動的兩個方向,t軸上方代表的“正方向”,t軸下方代表的是“負方向”,所以“速度——時間”圖象只能描述物體做“直線運動”的情況,如果做曲線運動,則畫不出物體的“位移——時間”圖象;
②“速度——時間”圖象沒有時間t的“負軸”,因時間沒有負值,畫圖要注意這一點;
③“速度——時間”圖象上圖線上每一點的斜率代表的該點的加速度,斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正負表示加速度的方向;
④“速度——時間”圖象上表示速度的圖線與時間軸所包圍的面積表示物體經(jīng)過的路程.
一、巧用v-t圖的“面積”探究兩物體追及問題
利用圖象的“面積”所代表的物理意義解題,往往帶有一定的綜合性,其中v-t圖象中圖線與坐標軸圍成均“面積”代表質(zhì)點運動的位移是最基本也是運用得最多的.
例1甲、乙兩物體由同一位置、同一時刻出發(fā),甲做=2 m/s的勻速直線運動,乙在頭2 s內(nèi)做初速度為零,加速度a=2 m/s,的勻加速度運動,然后做的勻減速運動,直到靜止.問:(1)何時兩物體相距最遠?最遠距離是多少?(2)何時兩物體相遇?
解析根據(jù)題意,畫出甲、乙的運動圖象,如圖4所示.
(1)從圖象中看出,當t=4;時,甲、乙圖線下的“面積”之差(即ΔBDE的面積)最大,即兩者相距最遠.利用“面積”計算,有 Δs=12×2×2m=2m.
(2)甲、乙兩圖線與坐標軸圍成的面積相等時相遇.從圖象中還可以看出,在t1=2 s時,乙追上甲相遇;在t2=6 s時,甲又追上乙相遇.
答案(1)當t=4s時,甲、乙相距最遠,最遠距離是2m
(2)在t1=2s時,乙追上甲相遇;在t2=6 s時,甲又追上乙相遇
點評對于兩個物體的追及與相遇問題,很多同學對實際過程難以抽象處理,不知如何下手,若能利用v-t圖象幫助分析,可使運動過程具體化.本題用圖象法求極值,可避免復(fù)雜的計算,在v-t圖象中,圖象與坐標軸包圍的“面積”代表位移,本題巧妙利用“面積”關(guān)系,探究了兩物體相距最遠及相遇問題.
例2如圖所示,兩質(zhì)量相等的物塊A、B通過一輕質(zhì)彈簧連接,B足夠長、放置在水平面上,所有接觸面均光滑.開始時彈簧處于原長,運動過程中始終處在彈性限度內(nèi).在物塊A上施加一個水平恒力,A、B從靜止開始運動到第一次速度相等的過程中,下列說法中正確的有().
A.當A、B加速度相等時,系統(tǒng)的機械能最大
B.當A、B加速度相等時,A、B的速度差最大
C.當A、B的速度相等時,A的速度達到最大
D.當A、B的速度相等時,彈簧的彈性勢能最大
解析處理本題的關(guān)鍵是對物體進行受力分析和運動過程分析,使用圖象處理可以使問題大大簡化.對A、B在水平方向受力分析如圖3,F(xiàn)1為彈簧的拉力;兩物體運動的v-t圖象如圖4,t1時刻,兩物體加速度相等,斜率相同,速度差最大,t2時刻兩物體的速度相等,A速度達到最大值,兩實線之間圍成的面積有最大值即兩物體的相對位移最大,彈簧被拉到最長;除重力和彈簧彈力外其它力對系統(tǒng)正功,系統(tǒng)機械能增加,t1時刻之后拉力依然做正功,即加速度相等時,系統(tǒng)機械能并非最大值.
總結(jié) (1)熟悉各種物理圖象,掌握一個物理量隨另一個物理量的變化關(guān)系,掌握物理圖象所反映的物理過程,能區(qū)別相近或相似的圖象.
(2)要能識別橫、縱坐標所代表的物理意義,明確物理圖像中的點、直線、曲線、截距、斜率、峰值、面積所代表的物理意義.
(3)注意各段圖線所表示的物理過程,會分析物理過程中的臨界狀態(tài).
(4)要能夠根據(jù)題目要求繪出物理圖象endprint
學生進入高中階段一開始學習物理,首先進行運動學的學習.與之前在初中學的簡單物理運動相比有了很大的難度,而這部分又是在高中階段學習物理的基礎(chǔ)和難點.運動學解題的方法多種多樣,如果學生在高一時就能掌握圖象法解題,在今后的學習和復(fù)習都有不可估量的幫助.
速度——時間(v-t)描述物體運動的速度隨時間的變化規(guī)律.其橫坐標表示時間、縱坐標表示速度,其斜率表示速度變化的快慢即加速度,而圖象與坐標圍城的面積是物體運動的位移.
速度——時間圖象的特點:
①因速度是矢量,故速度——時間圖象上只能表示物體運動的兩個方向,t軸上方代表的“正方向”,t軸下方代表的是“負方向”,所以“速度——時間”圖象只能描述物體做“直線運動”的情況,如果做曲線運動,則畫不出物體的“位移——時間”圖象;
②“速度——時間”圖象沒有時間t的“負軸”,因時間沒有負值,畫圖要注意這一點;
③“速度——時間”圖象上圖線上每一點的斜率代表的該點的加速度,斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正負表示加速度的方向;
④“速度——時間”圖象上表示速度的圖線與時間軸所包圍的面積表示物體經(jīng)過的路程.
一、巧用v-t圖的“面積”探究兩物體追及問題
利用圖象的“面積”所代表的物理意義解題,往往帶有一定的綜合性,其中v-t圖象中圖線與坐標軸圍成均“面積”代表質(zhì)點運動的位移是最基本也是運用得最多的.
例1甲、乙兩物體由同一位置、同一時刻出發(fā),甲做=2 m/s的勻速直線運動,乙在頭2 s內(nèi)做初速度為零,加速度a=2 m/s,的勻加速度運動,然后做的勻減速運動,直到靜止.問:(1)何時兩物體相距最遠?最遠距離是多少?(2)何時兩物體相遇?
解析根據(jù)題意,畫出甲、乙的運動圖象,如圖4所示.
(1)從圖象中看出,當t=4;時,甲、乙圖線下的“面積”之差(即ΔBDE的面積)最大,即兩者相距最遠.利用“面積”計算,有 Δs=12×2×2m=2m.
(2)甲、乙兩圖線與坐標軸圍成的面積相等時相遇.從圖象中還可以看出,在t1=2 s時,乙追上甲相遇;在t2=6 s時,甲又追上乙相遇.
答案(1)當t=4s時,甲、乙相距最遠,最遠距離是2m
(2)在t1=2s時,乙追上甲相遇;在t2=6 s時,甲又追上乙相遇
點評對于兩個物體的追及與相遇問題,很多同學對實際過程難以抽象處理,不知如何下手,若能利用v-t圖象幫助分析,可使運動過程具體化.本題用圖象法求極值,可避免復(fù)雜的計算,在v-t圖象中,圖象與坐標軸包圍的“面積”代表位移,本題巧妙利用“面積”關(guān)系,探究了兩物體相距最遠及相遇問題.
例2如圖所示,兩質(zhì)量相等的物塊A、B通過一輕質(zhì)彈簧連接,B足夠長、放置在水平面上,所有接觸面均光滑.開始時彈簧處于原長,運動過程中始終處在彈性限度內(nèi).在物塊A上施加一個水平恒力,A、B從靜止開始運動到第一次速度相等的過程中,下列說法中正確的有().
A.當A、B加速度相等時,系統(tǒng)的機械能最大
B.當A、B加速度相等時,A、B的速度差最大
C.當A、B的速度相等時,A的速度達到最大
D.當A、B的速度相等時,彈簧的彈性勢能最大
解析處理本題的關(guān)鍵是對物體進行受力分析和運動過程分析,使用圖象處理可以使問題大大簡化.對A、B在水平方向受力分析如圖3,F(xiàn)1為彈簧的拉力;兩物體運動的v-t圖象如圖4,t1時刻,兩物體加速度相等,斜率相同,速度差最大,t2時刻兩物體的速度相等,A速度達到最大值,兩實線之間圍成的面積有最大值即兩物體的相對位移最大,彈簧被拉到最長;除重力和彈簧彈力外其它力對系統(tǒng)正功,系統(tǒng)機械能增加,t1時刻之后拉力依然做正功,即加速度相等時,系統(tǒng)機械能并非最大值.
總結(jié) (1)熟悉各種物理圖象,掌握一個物理量隨另一個物理量的變化關(guān)系,掌握物理圖象所反映的物理過程,能區(qū)別相近或相似的圖象.
(2)要能識別橫、縱坐標所代表的物理意義,明確物理圖像中的點、直線、曲線、截距、斜率、峰值、面積所代表的物理意義.
(3)注意各段圖線所表示的物理過程,會分析物理過程中的臨界狀態(tài).
(4)要能夠根據(jù)題目要求繪出物理圖象endprint
學生進入高中階段一開始學習物理,首先進行運動學的學習.與之前在初中學的簡單物理運動相比有了很大的難度,而這部分又是在高中階段學習物理的基礎(chǔ)和難點.運動學解題的方法多種多樣,如果學生在高一時就能掌握圖象法解題,在今后的學習和復(fù)習都有不可估量的幫助.
速度——時間(v-t)描述物體運動的速度隨時間的變化規(guī)律.其橫坐標表示時間、縱坐標表示速度,其斜率表示速度變化的快慢即加速度,而圖象與坐標圍城的面積是物體運動的位移.
速度——時間圖象的特點:
①因速度是矢量,故速度——時間圖象上只能表示物體運動的兩個方向,t軸上方代表的“正方向”,t軸下方代表的是“負方向”,所以“速度——時間”圖象只能描述物體做“直線運動”的情況,如果做曲線運動,則畫不出物體的“位移——時間”圖象;
②“速度——時間”圖象沒有時間t的“負軸”,因時間沒有負值,畫圖要注意這一點;
③“速度——時間”圖象上圖線上每一點的斜率代表的該點的加速度,斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正負表示加速度的方向;
④“速度——時間”圖象上表示速度的圖線與時間軸所包圍的面積表示物體經(jīng)過的路程.
一、巧用v-t圖的“面積”探究兩物體追及問題
利用圖象的“面積”所代表的物理意義解題,往往帶有一定的綜合性,其中v-t圖象中圖線與坐標軸圍成均“面積”代表質(zhì)點運動的位移是最基本也是運用得最多的.
例1甲、乙兩物體由同一位置、同一時刻出發(fā),甲做=2 m/s的勻速直線運動,乙在頭2 s內(nèi)做初速度為零,加速度a=2 m/s,的勻加速度運動,然后做的勻減速運動,直到靜止.問:(1)何時兩物體相距最遠?最遠距離是多少?(2)何時兩物體相遇?
解析根據(jù)題意,畫出甲、乙的運動圖象,如圖4所示.
(1)從圖象中看出,當t=4;時,甲、乙圖線下的“面積”之差(即ΔBDE的面積)最大,即兩者相距最遠.利用“面積”計算,有 Δs=12×2×2m=2m.
(2)甲、乙兩圖線與坐標軸圍成的面積相等時相遇.從圖象中還可以看出,在t1=2 s時,乙追上甲相遇;在t2=6 s時,甲又追上乙相遇.
答案(1)當t=4s時,甲、乙相距最遠,最遠距離是2m
(2)在t1=2s時,乙追上甲相遇;在t2=6 s時,甲又追上乙相遇
點評對于兩個物體的追及與相遇問題,很多同學對實際過程難以抽象處理,不知如何下手,若能利用v-t圖象幫助分析,可使運動過程具體化.本題用圖象法求極值,可避免復(fù)雜的計算,在v-t圖象中,圖象與坐標軸包圍的“面積”代表位移,本題巧妙利用“面積”關(guān)系,探究了兩物體相距最遠及相遇問題.
例2如圖所示,兩質(zhì)量相等的物塊A、B通過一輕質(zhì)彈簧連接,B足夠長、放置在水平面上,所有接觸面均光滑.開始時彈簧處于原長,運動過程中始終處在彈性限度內(nèi).在物塊A上施加一個水平恒力,A、B從靜止開始運動到第一次速度相等的過程中,下列說法中正確的有().
A.當A、B加速度相等時,系統(tǒng)的機械能最大
B.當A、B加速度相等時,A、B的速度差最大
C.當A、B的速度相等時,A的速度達到最大
D.當A、B的速度相等時,彈簧的彈性勢能最大
解析處理本題的關(guān)鍵是對物體進行受力分析和運動過程分析,使用圖象處理可以使問題大大簡化.對A、B在水平方向受力分析如圖3,F(xiàn)1為彈簧的拉力;兩物體運動的v-t圖象如圖4,t1時刻,兩物體加速度相等,斜率相同,速度差最大,t2時刻兩物體的速度相等,A速度達到最大值,兩實線之間圍成的面積有最大值即兩物體的相對位移最大,彈簧被拉到最長;除重力和彈簧彈力外其它力對系統(tǒng)正功,系統(tǒng)機械能增加,t1時刻之后拉力依然做正功,即加速度相等時,系統(tǒng)機械能并非最大值.
總結(jié) (1)熟悉各種物理圖象,掌握一個物理量隨另一個物理量的變化關(guān)系,掌握物理圖象所反映的物理過程,能區(qū)別相近或相似的圖象.
(2)要能識別橫、縱坐標所代表的物理意義,明確物理圖像中的點、直線、曲線、截距、斜率、峰值、面積所代表的物理意義.
(3)注意各段圖線所表示的物理過程,會分析物理過程中的臨界狀態(tài).
(4)要能夠根據(jù)題目要求繪出物理圖象endprint