2010届高考物理重视图形和图象的教学PPT参考幻灯片.ppt

高中物理要重视图形和图高中物理要重视图形和图象的教学象的教学 1物理学是一物理学是一门实验门实验科学。但就其科学。但就其表述形式而言表述形式而言,物理学是一物理学是一门门定量科学。定量科学。各种事物之各种事物之间间的相互作用的相互作用规规律律,重要的重要的方面是用代数形式表述的方面是用代数形式表述的,在研究和求在研究和求解、推理的解、推理的过过程中程中,一般都是以代数式一般都是以代数式的恒等的恒等变换变换、逻辑逻辑推理求得最推理求得最终终的的结结果的果的.2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是一种特殊且形象的象的语语言和工具。它运用数和形的巧言和工具。它运用数和形的巧妙妙结结合，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物理程和物理规规律。律。3 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，利用理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，还可以它可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，恰当地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所以物理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手段，也是培养学生能力的很好的切入点。入点。4翻翻阅阅,对对学生就明学生就明确的提出了确的提出了应应达到的五个能力达到的五个能力(理解理解.推推理理.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,实实验验能力能力),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要求的要求: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表达、分析。行表达、分析。统计统计2006年到年到2008年全国高考一卷年全国高考一卷中涉及与中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：5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和形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,有有计计划的引划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象分析比析比较较抽象的物理概念的意抽象的物理概念的意义义.对对解决高考解决高考中的部分中的部分问题问题有很大的帮助有很大的帮助.6一一.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.71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，学生就很容易记错记错、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信息之概念或信息之间间相互相互联联系的一种系的一种简简明便利明便利的的图图示，是由示，是由节节点和点和连线组连线组成的一系列概成的一系列概念的念的结结构化的表征。可以使所学的内容化构化的表征。可以使所学的内容化繁繁为简为简，重点突出，脉，重点突出，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、概括；可以不断合、概括；可以不断地把分散的概念系地把分散的概念系统统化，不断地把新概念化，不断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中建立一个清晰的概念系一个清晰的概念系统统，8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:92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方法。它由两个或两个以上互相部分重合的法。它由两个或两个以上互相部分重合的圆组成。每一个成。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。点。概念之概念之间的共同特征（相似点）写在两个的共同特征（相似点）写在两个圆重叠的区域内重叠的区域内.独有的特征（不同点）独有的特征（不同点）则写写在相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10113.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用比比较简较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清晰的表示出来的一种方法的表示出来的一种方法.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行分析使物理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(选修模块选修模块35)(1)下列实验中，深入地揭示了光的粒下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有子性一面的有1213（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不的不连续连续；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.14例例4.物体物体m放在粗糙的斜面上保持静止，放在粗糙的斜面上保持静止，现用水平力现用水平力F推物体推物体m，在力，在力F由零逐渐增加而由零逐渐增加而物体物体m仍静止的过程中，物体仍静止的过程中，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、D15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,比较严密比较严密,逻辑性强逻辑性强,但对但对初学矢量合成的学生来初学矢量合成的学生来说说,比较难接受比较难接受.我们可以换一个角度我们可以换一个角度,由矢量运算的多由矢量运算的多边形定则分析边形定则分析,学生接受起来会更好些学生接受起来会更好些.16 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.三个三个力的图示顺次构成封闭的三角形力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,画物体画物体受力平衡的多边形受力平衡的多边形,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构成一个封闭三角形时构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,并随并随F的增加的增加而增大而增大.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.17例例5:2007年全国高考卷年全国高考卷23（15分）甲乙两运分）甲乙两运动动员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短距离加速后能保持能保持9m/s的速度跑完全程；乙从起跑后到接棒前的速度跑完全程；乙从起跑后到接棒前的运的运动动是匀加速的，是匀加速的，为为了确定乙起跑的了确定乙起跑的时时机，需在机，需在接力区前适当的位置接力区前适当的位置设设置置标记标记，在某次，在某次练习练习中，甲中，甲在接力区前在接力区前S0=13.5m处处作了作了标记标记，并以，并以V=9m/s的的速度跑到此速度跑到此标记时标记时向乙向乙发发出起跑口令，乙在接力区出起跑口令，乙在接力区的前端听到口令的前端听到口令时时起跑，并恰好在速度达到与甲相起跑，并恰好在速度达到与甲相同同时时被甲追上，完成交接棒，已知接力区的被甲追上，完成交接棒，已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。18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间为时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19S1=VtS1=S2+S0联联立立、式解得式解得a=3m/s220S2=13.5m完成交接棒完成交接棒时时，乙与接力区末端的，乙与接力区末端的距离距离为为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214.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，让让卫卫星星轨轨道平面道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用微波信号微波信号发发回地球。回地球。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，地球和月球的半径分，地球和月球的半径分别为别为R和和R1，月球，月球绕绕地地球的球的轨轨道半径和道半径和卫卫星星绕绕月球的月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月运行的一个周期内运行的一个周期内卫卫星星轨轨道平面与地月道平面与地月连连心心线线共面，共面，求在求在该该周期内周期内卫卫星星发发射的微波信号因月球遮射的微波信号因月球遮挡挡而不而不能到达地球的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）。22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何关系几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与地月球表与地月球表面的公切面的公切线线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、月球表面和与地球表面、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球面的公切作地月球面的公切线线，交，交卫卫星星轨轨道道于于E点点卫卫星在星在圆圆弧弧BE上运上运动时发动时发出的信号被遮出的信号被遮挡挡23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：24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度的角度.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角度成正比的角度成正比,应应有：有：25由几何关系得：由几何关系得：由由得：得：26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周上的的时间时间相等的相等的时间时间的特性的特性,可以可以画画图图分析有关与运分析有关与运动时间动时间最短最短的的问题问题.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周上最底点的上最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分析有关与运运动时间动时间最短的最短的问题问题.27 如修建房屋时屋顶与水平方向之间的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夹角为多大是雨水沿屋顶流下的时间为最短短(忽略一切阻力忽略一切阻力)除用牛顿运动定律除用牛顿运动定律计算外计算外,可以用作图法可以用作图法进行分析进行分析.28 小球沿竖直面内光滑的矩形管子有顶端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下滑到底端的过程中,所用时间长短的比较所用时间长短的比较.29 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向斜面修一个光滑的斜槽直轨道斜槽直轨道,使到达斜面的时间为最短使到达斜面的时间为最短,求斜槽求斜槽与竖直方向之间的夹角为多少与竖直方向之间的夹角为多少?30二二.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纵坐标代表因变量，在轴的末端箭头旁注明代表的物理量及单位。例如，要描绘匀变速直线表的物理量及单位。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，以瞬时运动的速度图象，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速度为纵坐标，在纵坐标与横坐标的末端箭头旁分别标注旁分别标注V/m.s1（如下图）（如下图）31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，图线大约长（表示数轴的最大值）接近相等，图线大约分布在以坐标原点为顶点，以横坐标为一条边分布在以坐标原点为顶点，以横坐标为一条边的的400到到600角之间，并尽可能使最小分度与测角之间，并尽可能使最小分度与测量的准确程度相一致。量的准确程度相一致。32当图线不通过坐标原点时，坐标原点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可以不从零开始，这样可以使图线分布匀称称.如高中物理课本中测电源电动势和内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，横坐电阻的实验中，纵轴表示路端电压，横坐标表示电路中的电流，通常纵轴不从标表示电路中的电流，通常纵轴不从0值值开始，这样作出的图象更匀称，不影响表开始，这样作出的图象更匀称，不影响表达物理规律。达物理规律。33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依据实验数据用削尖的铅笔在图上描点，用点，用“”或或“”符号标明。描线应符号标明。描线应该用直尺或曲线板，描出的线应该是光滑该用直尺或曲线板，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，的直线或曲线。因为测量值有一定的误差，图线不通过全部点是正常现象，连线时应图线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，个别严重尽量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偏离的点应舍弃，连线的原则是尽量使所描点均匀地分布在图线两侧。描点均匀地分布在图线两侧。342.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，因此在图象教信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，形学中要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成一定的识图方法，从而保证读图中不出错，应注意以下几点：错，应注意以下几点：35看坐标轴看坐标轴:首先看清两个坐标轴表示什么物理量，首先看清两个坐标轴表示什么物理量，单位是什么。单位是什么。学生初学时，经常看不清坐标轴表示的学生初学时，经常看不清坐标轴表示的物理量，常把物理量，常把s-t图象当作图象当作v-t图象，把图象，把a-t图图象看成象看成v-t图象等，一但出现这样的错误，图象等，一但出现这样的错误，后面的所有环节都出错，故应反复强调识图后面的所有环节都出错，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。时，先看坐标轴。平时可加强这方面的训练。36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中，下列四个图线中正确的是程中，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看图注意横纵坐标表示的物理量是什么示的物理量是什么37 例例9.9.北京北京20072007年理科年理科综综合合2121题题（2 2）某同学用某同学用图图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在斜面上的运斜面上的运动动。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沿平板斜面向下运面向下运动动，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清晰的晰的纸带纸带，舍去开始密集的点迹，从便于，舍去开始密集的点迹，从便于测测量量的点开始，每两个打点的点开始，每两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。38c 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，分别别记记作：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沿平板做匀加速直速直线线运运动动。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39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，在下及开关外，在下面的面的仪仪器和器材中，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AC40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,读数时一定要读数时一定要以点的最左边为标准读数以点的最左边为标准读数.41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；它在斜面上运它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0.160.204.505.1042 求解上述问题的关键是要搞清纵轴所代表求解上述问题的关键是要搞清纵轴所代表的意义的意义,它是横轴上对应的一段时间间隔内的平均它是横轴上对应的一段时间间隔内的平均速度速度.43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则初速和加速度可以用函数式计算用函数式计算:44v/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.45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等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倍是倍是物体运动的加速度物体运动的加速度46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，一是直线、二是曲线。如图线是直线，说一是直线、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明纵轴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，说明纵轴表均匀变化的；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。图线的形状反映了物理规律。化的。图线的形状反映了物理规律。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。47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验证牛顿第二定验证牛顿第二定律的实验中律的实验中,未平未平衡摩擦衡摩擦,线与线与a轴轴之交点为之交点为-guO I ImIEU M（I，U）b aN闭合电路欧姆定律的研闭合电路欧姆定律的研究中究中,对于对于u-I图图,若原点若原点是电压和电流的零起点是电压和电流的零起点,则纵轴截距是电动势则纵轴截距是电动势.48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，图线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，斜率的正负可以表示速度的方向，而速度时间关系图的正负可以表示速度的方向，而速度时间关系图线，其斜率表示加速度。速度图线是曲线，其斜线，其斜率表示加速度。速度图线是曲线，其斜率是变化的，其所表达的物理量也是变化的，率是变化的，其所表达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.49Ek/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50但不是所有图线的斜率都能表示某个物理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。量，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直线的斜率的倒数。直线的斜率的倒数。51例例10.2008年全国高考卷年全国高考卷(江苏江苏)5如图如图所示，粗糙的斜面与光滑的水平面相连接，所示，粗糙的斜面与光滑的水平面相连接，滑块沿水平面以速度滑块沿水平面以速度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点的点的几种可能的运动图象如下列选项所示，其中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表示摩擦力做功最大的是:52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选选项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，摩擦力必定摩擦力必定为为零；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，水平速度突然增大，摩擦力依然速度突然增大，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，为为平抛运平抛运动动，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，有摩擦力，故摩擦力做功最大的是故摩擦力做功最大的是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，但考非常灵活，但考查查内容非常基内容非常基础础，抓住水平位移与水，抓住水平位移与水平速度与平速度与时间时间的关系，然后与平抛运的关系，然后与平抛运动动的思想的思想结结合起来，合起来，是是为为破解点。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.53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，例如速度时间关系图线中，如下面阴影区域的面积值，等于物体时间阴影区域的面积值，等于物体时间t内运动的内运动的位移。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).54三三.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:就是就是要将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的与与这这些物理量相些物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象有关的物理理规规律律,见见到到问题问题中所描述的物理中所描述的物理规规律律,能用能用图图象象形象的表示出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,中中学学阶阶段段较难较难解决的解决的问题问题.551.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关系的关系: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理解的是平均速度和瞬解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,加速度的意加速度的意义义,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,重点重点研究研究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,如如果引果引导导学生学生对图对图象的象的进进行行认识认识,会会对对平均平均速度和瞬速度和瞬时时速度的速度的计计算有一个算有一个较较深刻的深刻的认识认识.56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的斜率。的斜率。(tg)。57t1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时时刻的刻的瞬瞬时时速度速度V则对应则对应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程是一个由量是一个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,如用光如用光电门测电门测物体运物体运动动的速度中的速度中,用短的用短的位移位移间间隔上的平均速度来代替瞬隔上的平均速度来代替瞬时时速度的速度的.582.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化的快慢的方法的方法,是是v-t图图象上的割象上的割线线AB的斜率的斜率(tg)。59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)。60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,而不能用而不能用量角器去量量角器去量线线与与时间轴时间轴之之间间的的夹夹角角,有有夹夹角的正角的正切切值计值计算算.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图图象是一条象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的正正负负面面积积的代数和是位移的代数和是位移,正正负负面面积积的的绝对值绝对值之之和是路程和是路程.613.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中的几个基本公式本公式: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,此此图图象象描述的是初速度描述的是初速度为为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.62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中的矩形和三角形的面和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:63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:如如图图所示所示,把速度把速度时间时间曲曲线线下的面下的面积积分成分成n等等份份,每份在每份在时间时间坐坐标轴标轴上的上的时间间时间间隔隔为为(t/n)。当。当n时时,每一份的面每一份的面积积可近似地代表一个匀速运可近似地代表一个匀速运动动的位移的位移:第一份的速度第一份的速度为为v1=v0第二份的速度第二份的速度为为v2=v0+a(t/n)第三份的速度第三份的速度为为v3=v0+a(2t/n)第四份的速度第四份的速度为为v4=v0+a(3t/n),第第n份的速度份的速度为为vn=v0+a(n-1)t/n,所以所以总总的位移的位移为为:64S=Si=S1+S2+S3+Sn-1+Sn=v1(t/n)+v2(t/n)+v3(t/n)+vn-1(t/n)+vn(t/n)=v0t+a(t2/n2)1+2+3+(n-1)=v0t+a(t2/n2)(n-1)n/2=v0t+at2/2上式中利用了当上式中利用了当n时时n(n-1)=n2。这这种方种方法称法称为为无无穷穷小微元法。把小微元法。把这这种方法在恰当的种方法在恰当的时时机机介介绍给绍给学生学生,不但可以开拓学生的思路不但可以开拓学生的思路,同同时时渗透渗透了微了微积积分的基本思路分的基本思路,提高学生的学提高学生的学习兴习兴趣趣,而且而且有助于学生主有助于学生主动动地使用数学中学地使用数学中学过过的知的知识识和方法。和方法。这这将有助于大大提高学生的能力。将有助于大大提高学生的能力。654.利用利用v-t图图理解物体之理解物体之间间的相互作用的相互作用,分分析与析与动动量守恒有关的量守恒有关的问题问题例例11.如如图图所示所示,以以质质量量为为M,长为长为L的的长长方方形木板形木板B,放在光滑水平地面上放在光滑水平地面上,在其上右端放在其上右端放一一质质量量为为m的小木的小木块块A(m|aB|;A的速度首先减小到零的速度首先减小到零,然后与然后与B同向开始做匀同向开始做匀加速运加速运动动.方向与方向与B运运动动的方向相同的方向相同.68第三画出第三画出A.B运动的速度时间图象的简图如图运动的速度时间图象的简图如图.由由题题意知意知:B向右运向右运动动的的位移位移(梯形面梯形面积积)与与A向左运向左运动动的位移的的位移的绝对值绝对值之合之合等于板等于板长长.即：即：69依据依据图图中的比例关系：中的比例关系：将本式代入上式消将本式代入上式消t2得：得：所以所以A物体向左运物体向左运动动的最的最远远位移：位移：70例例12.2006年全国卷年全国卷()24.(19分分)一水平的浅色一水平的浅色长传长传送送带带上放置一煤上放置一煤块块（可（可视为质视为质点），煤点），煤块块与与传传送送带带之之间间的的动动摩擦因数摩擦因数为为。初始。初始时时，传传送送带带与与煤煤块块都是静止的。都是静止的。现让传现让传送送带带以恒定的加速度以恒定的加速度a0开始运开始运动动，当其速度达到，当其速度达到v0后，便以此速度做匀后，便以此速度做匀速运速运动动。经过经过一段一段时间时间，煤，煤块块在在传传送送带带上留下了上留下了一段黑色痕迹后，煤一段黑色痕迹后，煤块块相相对对于于传传送送带带不再滑不再滑动动。求此黑色痕迹的求此黑色痕迹的长长度。度。解：根据解：根据“传传送送带带上有黑色痕迹上有黑色痕迹”可知，煤可知，煤块块与与传传送送带带之之间发间发生了相生了相对对滑滑动动，煤，煤块块的加速度的加速度a小小于于传传送送带带的加速度的加速度a0。根据牛。根据牛顿顿定律，可得定律，可得a=g5.用用V-t图象解决综合性较强的问题图象解决综合性较强的问题71设经历时间设经历时间t，传传送送带带由静止开始加速到速由静止开始加速到速度等于度等于v0，煤，煤块则块则由静止加速到由静止加速到v，有，有v0=a0tv=at由于由于aa0，故，故vv0，煤，煤块继续块继续受到滑受到滑动动摩擦摩擦力的作用。再力的作用。再经过时间经过时间t，煤，煤块块的速度由的速度由v增加增加到到v0，有，有v0=v+at 此后，煤块与传送带运动速度相同，相对此后，煤块与传送带运动速度相同，相对于传送带不再滑动，不再产生新的痕迹。于传送带不再滑动，不再产生新的痕迹。设设在煤在煤块块的速度从的速度从0增加到增加到v0的整个的整个过过程中，程中，传传送送带带和煤和煤块块移移动动的距离分的距离分别为别为s0和和s，有，有72传传送送带带上留下的黑色痕迹的上留下的黑色痕迹的长长度度l=s0s由以上各式得由以上各式得又解又解:用图象解此题用图象解此题,过程更简单过程更简单:画出其传画出其传送带及煤块运动的速度时间图象送带及煤块运动的速度时间图象,划痕则是阴影划痕则是阴影的面积的面积.关键的两个时间关键的两个时间段标在图象上段标在图象上,一个是一个是传送带匀加速的时间传送带匀加速的时间,另一个是煤块匀加速另一个是煤块匀加速的时间的时间.7374 例例13.200713.2007年全国高考年全国高考(江江苏苏)13)13（1313分）分）如如题题1313（a a）图图，质质量量为为的滑的滑块块A A放在气放在气垫导垫导轨轨B B上，上，C C为为位移位移传传感器，它能将滑感器，它能将滑块块A A到到传传感器感器C C的距离数据的距离数据实时传实时传送到送到计计算机上，算机上，经计经计算机算机处处理理后在屏幕上后在屏幕上显显示滑示滑块块A A的位移的位移时间时间（s-ts-t）图图象象和速率和速率时间时间（v-tv-t）图图象。整个装置置于高度可象。整个装置置于高度可调节调节的斜面上