出物体的运动趋势,能触发学生的灵感,使解题思路更清晰。
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二、应用函数图像解决物理问题的能力要求
物理图像是运用数学的“形”载着物理的“质”,是一种形象直观的“语言”。利用函数图像分析物理问题,思路清晰,可加深学生对物理规律的理解。要运用函数图像正确分析、解答物理问题,必须要:会看图、会用图、会换图、会画图。
第一层次:会看图。能看出纵轴和横轴所代表的物理量以及单位、标度、数量级等,能看出横轴和纵轴物理量之间的关系,比如是一次函数关系、二次函数关系或者是反比关系等,能透过图像的“形”看出物理的“质”,得出函数图像所表达的物理意义。
第二层次:会用图。能够根据图像得出物理量之间的变化关系,看出斜率、截距、线下面积所代表的物理意义,从图像的形状看出物理过程的变化。
第三层次:会换图。一个物理过程可以用不同的物理量来描述,相同的物理过程在不同的函数图像中所表现出来的形是不同的。会换图,就要求学生会将同一个物理过程用不同的物理量来表示,比如将Ft图像转换成at图像,再进一步转换成vt图像,就可以直观地看出物体的运动过程了。
例题半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置,在圆环的缺口两端引出两根导线,分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接,两板间距为d,如图1甲所示;有一变化的磁场垂直于纸面,规定向内为正,变化规律如图1乙所示。在t0时刻平行板之间的中心位置有一电荷量为q的粒子由静止释放,粒子的重力不计,平行板电容器的充、放电时间不计。则以下说法中正确的是()。
A第2秒内上极板为正极
B第2秒末粒子离出发点最远
C第2秒末粒子回到了原来位置
D第2秒末两极板之间的电场强度大小为πr210d
解析:粒子的运动由力来决定,所以要先判断粒子在平行金属板内的受力情况。
步骤一:根据E
ΔBΔtS得出平行金属板两板电压随时间的变化规律,并画出Ut图像(如图2)。
步骤二:根据aqUdm得出粒子的加速度随时间的变化规律,并画出at图像(如图3)。
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步骤三:根据at图像分析带电粒子的速度随时间的变化规律,并画出vt图像(如图4)。
步骤四:根据vt图像可以直观判断粒子的运动方向和位移。
第四层次:会画图。首先要有用函数图像解题的主观意识,在解决物理问题时,能根据题目明确物理情境和物理条件,寻找物理量之间的函数关系,画出函数图像,并用函数图像来分析问题。
三、r