例谈用图形的面积解决物理问题

来源 :当代教育之窗 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yan2541023
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  中学物理课本中利用v-t图与坐标轴所包围的面积,求出了匀变速直线运动的位移,实际上还有一些物理图象与坐标轴所包围的面积也有确定的物理意义,利用它们可以巧解物理中的某些疑难问题,下面举例说明。
  1.利用a-t图象与坐标轴所包围的面积表示速度的改变量
  例1. 某同学在开展研究性学习的过程中,利用加速度传感器研究质量为5kg的物体由静止开始做直线运动的规律,并在计算机上得到了前4s内物体加速度随时间变化的关系图象,如图所示。设第1s内运动方向为正方向,则下列说法正确的是
  A.物体先向正方向运动,后向负方向运动
  B.物体在第3s末的速度最大
  C.前4s内合外力做的功等于前2s内合外力做的功
  D.物体在第4s末的动能为22.5J
  解析: 0-3s物体速度的增加量等于0-3s内a-t图象与坐标轴所包围的面积△v1= (1+2)×1+ ×2×2=3.5(m/s), 3-4s物体速度的增加量等于3-4s内a-t图象与坐标轴所包围的面积△v2=-- ×1×1=-0.5(m/s),由于 > ,所以物体一直向正方向运动,A错。由加速度随时间的变化图象可知:0-3s物体先做加速度越来越大的加速运动,1-3s做加速度减小的加速运动,3-4s做加速度增大的减速运动,所以第3s末的速度最大 ,B 正确 。2-3s速度的增加量等于2-3s内a-t图象与坐标轴所包围的面积△v3= ×1×1=0.5(m/s),3-4s速度的减少量等于3-4s内a-t图象与坐标轴所包围的面积△v4=- ×1×1=-0.5(m/s),所以2s时的速度与4s时的速度相等,根据动能定理可得, 前4s内合外力做的功等于前2s内合外力做的功,C正确。2s时的速度等于0-2s内a-t图象与坐标轴所包围的面积△v4=2×1+ ×2×1=3(m/s),根据动能定理可得第4s末的动能为22.5J,D正确。
  2.利用f-t图象与坐标轴所包围的面积表示力的冲量
  例2. 一小球在与地面距离为H高处由静止开始自由落下,已知小球在下落过程中所受阻力与其速度成正比,即有f=kv,其中k为已知常量,试求小球在下落过程中所受阻力的冲量。
  解析: 小球在重力和阻力作用下做加速度减小的加速运动,其速度随时间变化的v—t图象如图所示,由于小球在下落过程中所受阻力与其速度成正比,所以其阻力随时间变化的f—t图象,与v—t相似。对于v—t图象而言,图线与时间轴所围的“面积”表示小球的位移,即小球下落的高度;而对于f—t图象来说,图线与时间轴所围的面积表示阻力的冲量,由于f=kv,因此小球在下落过程中所受阻力的冲量I=kH。
  3.利用I-t图象与坐标轴所包围的面积表示电荷量
  例3.如图(甲)为一研究电磁感应的实验装置示意图,其中电流传感器(相当于一只理想的电流表)能将各时刻的电流数据实时传输到计算机,经计算机处理后在屏幕上同步显示出 图象.已知电阻R及金属杆的电阻r均为0.5 ,杆的质量m及悬挂物的质量M均为0.1 kg,杆长 .实验时,先断开K,取下细线调节轨道倾角,使杆恰好能沿轨道匀速下滑.然后固定轨道,闭合K,在导轨区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场,让杆在悬挂物M的牵引下,从图示位置由静止开始释放,此时计算机屏幕上显示出如图(乙)所示的 图象(设杆在整个运动过程中与轨道垂直,且细线始终沿与轨道平行的方向拉杆,导轨的电阻、细线与滑轮间的摩擦及滑轮的质量均忽略不计).试求:
  ⑴ 时电阻R的热功率;
  ⑵匀强磁场的磁感应强度B的大小;
  ⑶估算0~0.4s内流过电阻R的电荷量.
  解析:⑴由图象知 时 ;
  电阻R的热功率 ;
  ⑵由图知:杆达到稳定运动时的电流为1.0A,
  K断开时: ,
  K闭合后杆稳定运动时:
  ,
  解得: .
  ⑶0.4s内通过电阻R的电荷量为图线与t轴包围的面积,则图知:总格数为137格
其他文献
【摘 要】小学语文课堂教学一直以来都过分地注重教师的理性分析,忽视学生的课堂体验,不关注学生的情感态度及其价值观的形成,没有使学生获得生命的体验。新课标呼唤人文精神的教育,呼唤充满生命温暖的课堂,呼唤充满与崇高人性的对话。  【关键词】语文教学;生动;教育;课堂  语文教学应是一种情感丰富的教学。它不单是借助一篇篇典范的作品向学生传授语文知识的教学,更应是教师以自己对学生真挚的爱心,借助作者的情
期刊
【摘 要】本文以在学校体育中的地位、作用与实效,间操与教学、增强体质、思想品德教育的关系,从时间、内容、组织形式、练习要求进行改革,求得间操与学校体育相互作用的有机联系,提高间操的育人效益。  【关键词】系统论;身体负荷;支撑跳跃;技巧  1.问题的提出  间操是构成学校体育的重要方面。随着改革的不断深入,有必要对间操锻炼如何发挥效益进行研究。对间操练习的形式与指导的方法研究还很不够,为了保证间
期刊
【摘 要】教师应注重培养学生对生活的观察能力,培养学生对知识的积累,培养学生自己的独立思考能力并探索合理有效的教学方法,进而提高初中语文写作的教学质量,促进学生语文学习的兴趣,让学生爱上写作,爱上语文。  【关键词】方法;作文;引导  学生写作的过程是观察、记忆、想象、逻辑、整合等能力的集中的表现。教师应指导学生扎根在社会生活这个“大课堂”,让学生运用自己的生活体验来理解所学知识,将所学知识去实
期刊
【摘 要】本文从当今初中生记忆英语词汇遗忘率高的现状出发,就如何培养初中生的词汇记忆策略和养成良好的记忆习惯来提高学生的记忆效率进行探讨,旨在为教育工作者改进词汇教学方法提供参考,同时也为学生减轻负担,突破詞汇教学这一难关开辟捷径。  【关键词】英语词汇;记忆;初中生  记单词是学生学习英语的一个薄弱环节,但是学生学习英语的 基础却又在于对英语单词的记忆,只有牢牢的记住单词,才能够记住 这个单词
期刊
【摘 要】高效课堂是对应于传统课堂教学的“低效”、“无效”、甚至“负效”而言的,它属于“有效教学”的范畴,很好的补充了有效教学所不具有的指向的准确性。何谓有效教学?如何实现教学有效性?教学有效性是指在教学活动中,教师采用各种方式和手段,用最少的时间、最小的精力投入,取得尽可能多的教学效果,实现特定的教学目标,满足社会和个人的教育价值需求而组织实施的活动。作为一名美育工作者,就是学习的引导者,切不可
期刊
【摘 要】全面实施素质教育是当前教育改革的主题,提高教学效率是教育界永恒的追求目标。教师如何适应这一改革的需要?本文从优化教学方法、教学结构等方面谈谈自己的实践经验和体会。  【关键词】学习兴趣;课堂结构;教学效率  俗话说:“教无定法,贵在得法。”优化课堂教学的关键在于正确处理教与学的关系,发挥师生双方的积极性,在教师启发引导下,学生主动探索,以最科学、最准确、最经济的途径获得新知,形成能力,
期刊
【摘 要】教育教学评价制度的改革已成为落实素质教育的催化剂,制定一套与当前素质教育相适应的教育教学评价制度能从根本上改变过去的应试教育模式,达到标本兼治的目的。因此,对于这一教学领域的探索引起了国内外专家、学者的高度重視,我市教育系统也自上而下展开了关于教育教学评价制度改革的大讨论,力求为改革探索出一条行之有效的新路子。为了响应各级教育主管部门的号召,我校教研组努力创造出一条关于教育教学评价改革
期刊
1.体育课的开展  学校体育课堂教学质量评估工作历来被各级行政主管部门所重视,也是专家、学者们研究的热点。因为它不仅关系到我国各级学校体育教学质量的提高,广大青年体质的增强,终身体育习惯的养成,教师(尤其是青年教师)教学技艺和综合素质的提高,而且有利于各级行政领导科学决策、治理,从而使学校体育教育改革不断向纵深发展。但是,不同的历史时期,人们对体育有着不同的需求,而学校体育的教育目标也会随之改变,
期刊
【摘 要】发展应用意识,形成解决问题的一些基本策略,体验解决问题策略的多样性,发展实践能力和创新精神。创设思维情境,培养学生解决问题的能力;适时优化算法,培养学生解决问题的能力;借助图解方法,培养学生解决问题的能力。  【关键词】数学教学;解决问题;能力培养  新课标对解决问题指出:通过义务教育阶段的数学学习,学生能够初步学会从数学的角度提出问题、理解问题,并能综合运用所学的知识和技能解决问题,
期刊
【摘 要】教育是培养人的一种社会活动,科学技术人才靠教育培养。而对老师而言,把教学当做艺术看,课堂是一种美学经验。  【关键词】化学魅力;自主学习;学习效率  要想提升初中化学教学时效性,老师不仅会“教”,学生又要会“学”。在明确教学目的的前提下,老师要充实挖掘教材(教材是由三个基本要素,即信息、符号、媒介构成,用于向学生传授知识、技能和思想的材料)资源,和学生生活情感与经验“对接”,发挥化学实
期刊