張祖國
[摘 要] v-t圖像給解題帶來了方便,但是首先要真正的讀懂v-t圖像。嘗試結(jié)合物體的實際運動軌跡圖來“讀懂”它從而更好地應用v-t圖像。
[關 鍵 詞] 實際運動軌跡圖;v-t圖像;應用
[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603(2018)33-0168-01
v-t圖像在高一物理教學中,給學生在解題上提供一個切實可行有效的方法。它可以避開繁瑣的數(shù)學運算,思路直觀、解法簡潔、為學生在理解處理相關的物理問題給出了一條捷徑。但是并不意味著全體學生接受和理解v-t圖像,同時也不一定每個學生都能很好地應用這種方法。
例如下題:
若一質(zhì)點從t=0s開始由原點出發(fā)沿直線運動,其v-t圖像如圖,可知:
①則該物體質(zhì)點______
A.1s時離原點最遠;B.2s時離原點最遠;C.3s時速度最??;D.3s時回到原點
②由該圖像可知_____
A.1s時為速度的拐點;B.2s時為速度的拐點;C.2s時為位移的拐點;D.3s時為位移的拐點。
對于如何使學生很好的理解,我發(fā)現(xiàn)若能在理解v-t圖像基礎知識上,結(jié)合“物體實際運動的軌跡圖”來解決運動物體的“v-t圖像”的一些問題,學生就會比較好地解決v-t圖像的一些題目,也能不自覺地結(jié)合v-t圖像來畫出物體的實際運動軌跡,在一些有“陷阱”的題目中就不會大意而帶來錯誤。以下為筆者在實際教學中的實際教學做法。
一、打好基礎知識
基礎知識是基石。只有在基礎知識的基礎上,才能正確畫出物體運動的實際軌跡圖。所以,我們需要學生理解和掌握,教師要細心講解。
1.速度是矢量,既有大小又有方向。在用數(shù)學描述中,往往用“+”“-”表示速度的方向,且規(guī)定如下:先設定一個正方向,和設定正方向相同的速度為正值,反之則為負值;如速度大小為6m/s的速度方向和正方向一致,速度大小為8m/s的速度方向和正方向相反,則記為v1=6m/s,v2=8m/s。
2.速度是可以隨時間變化的。物理學規(guī)定在某一時刻(瞬間)的速度為瞬時速度,可以先建立熟知的速度的v-t圖像然后再建立v數(shù)值的正負與原設定的正方向的關系。
3.v-t圖像與坐標軸圍城的陰影面積在數(shù)值上等價于物體的位移大小。t軸上方的面積為S+,位移為正值;t軸上方的面積為S-,位移為負值。而面積總的數(shù)值大小為總位移的大小,及S++S-=X總。
二、建立v-t與實際運動軌跡的關系
這一步需要學生能根據(jù)物體在做(勻)變速直線運動中,隨著時間的推移,物體的速度、位移都可以隨時間在變化,根據(jù)v-t圖像中運動的圖像與坐標軸圍成的陰影面積為位移的大小的規(guī)律,能較好的結(jié)合v-t圖像,大致計算并較粗略的描繪出物體的實際運動的軌跡。然后由實際軌跡圖像來判斷解決v-t圖像中的物理問題,若要能比較好的應用物體的實際的軌跡,然后再來解決v-t圖像中各種提問,則會起到事半功倍的作用。那么如何讓學生能結(jié)合v-t圖像來實際的得出物體運動的實際軌跡呢?筆者是采用下面的范例一步步培訓學生。
范例1 根據(jù)圖示所示的v-t圖像,畫出物體運動的實際軌跡示意圖。
實際運動軌跡圖(可以看出第三秒時刻,物體的位移為6m。
范例2 根據(jù)圖示所示的v-t圖像,畫出物體運動的實際軌跡示意圖。
實際運動軌跡圖(可以看出位移的最大值或最小值)
這個時候,我們再回頭看看前文所示的題目,不難得出兩個答案都是“B”。
以上所述,為筆者在實際教學中采取的一種方法,這種方法主要還是在學生是否比較牢固的掌握v-t圖像的基礎之上,用物體的實際軌跡圖來更進一步的判斷v-t圖像所表達的內(nèi)容,從而回答v-t圖像一類題中的所問。這個方法的優(yōu)點在于能實際的把v-t圖像中靜態(tài)的圖像轉(zhuǎn)述為動態(tài)的軌跡,在解決位移變化、速度轉(zhuǎn)折點、位移的轉(zhuǎn)折點的問題上比文字理論來得更直觀,希望對這方面教學有疑惑的教師帶來幫助。不足之處,感謝指正。
參考文獻:
[1]胡志安.勻變速直線運動的v-t圖像中“隱含”的特殊意義[J].物理教學探討,2013(9).
[2]婁高華.嘗試用圖像解勻變速直線運動問題[J].物理通報,2013(1).