8. 匀变速直线运动规律的应用教案和学案内容

附件1 富顺县中小学、幼儿园教师“四个一”评选活动评选表

富顺第一中学校

学校

姓名

类别

向朝玉

好文章

职称

题目

中高

年龄

41 学科

物理

高考物理试题中对应用数学能力考查

学

校

意

见

学校盖章

年

月

日

督

导

室

意

见

督导室盖章

年

月

日

县

评

审

意

见

县教育和体育局盖章

年

月

日

注：此表装订在作品首页做封面。

高考物理试题中对应用数学能力考查

——实例分析之图像法

富顺第一中学校

向朝玉

数学是解决物理问题的重要工具，是高中物理学习中的五大能力要求之一。借助数学方法可使复杂的物理问题显示出明显的规律性，能达到打通关节，长驱直入的解决问题的目的。在高中物理考试大纲中对学生应用数学知识处理物理问题的能力有明显的要求。在中学阶段我们所学的物理知识与数学知识有着千丝万缕的联系。其中图像法就是快速解决物理问题的一种途径。

中学物理中一些比较抽象的习题常较难求解，若能与数学图像相结合，再恰当地引入物理图像，则可变抽象为形象，突破难点，使解题过程大大简化。图像法是历年高考的热点，因而在复习中要密切关注图像，掌握图像的识别绘制方法。

物理图像的分类：

（1）

直线型：如，直线运动的x---t图像，定值电阻的U----I图像，线性力做功F----x图像等。

（2）

正余弦图像。如：简谐振动的x---t图像，交流电的图像。

（3）

其他型。如:共振图像，分子间相互作用力的图像。

（4）

抛物线。如：平抛运动。

图像法的应用：

（1）利用图像解题可使解题过程更简化，思路更清晰。

例如：甲、乙丙三两车以相同的速度经过路标Ⅰ，以后甲作匀速直线运动，乙作先加速后作减速运动，丙先减速后加速，经过下一个路标时三者的速度相同，则谁最先经过下一个路标Ⅱ？

分析：此题利用常规方法分析比较困难，但利用图像求解则比较简单。如图。一目了然可以看出谁先过。

（2）利用图像法描述物理过程更直观。利用图像法比较直观地观察物理过程的动态特征。

例如：闭合电路的功率曲线和共振曲线都是直观的观察物理过程的动态特征。

（3）利用图像分析物理实验可以有效地减小误差。例如：测电源的电动势和内阻的实验中，利用U---I图像分析比用解析法得到的结果误差较小。

例如：中学物理中“研究弹簧的伸长与受到的拉力成正比”和“研究小灯泡的伏安特性曲线”等实验，均可应用图像法，从而可以减小实验误差。

（4）对图像意义的理解

①．首先应明确所给的图像是什么图像，即认清图像纵横坐标代表的物理意义，以及它们的函数关系。

②．注意理解图像中的“点”、“线”、“斜率”、“截距”、“面积”的物理意义。

（5）运用图像解答物理问题的步骤

①．看清纵横坐标代表的物理意义。

②．看图像本身，识别两物理量的变化趋势。从而分析具体的物理过程。

③．看相关物理量的变化范围及给出的相关条件，明确图像与坐标轴的交点、斜率、面积的意义。

2018年高考试题展示

【运动学与图像】

（2018年普通高等学校招生全国统一考试物理全国II卷）例题1．（多选）甲、乙两汽车同一条平直公路上同向运动，其速度—时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶，下列说法正确的是（

）

A. 两车在t1时刻也并排行驶

B. t1时刻甲车在后，乙车在前

C. 甲车的加速度大小先增大后减小

D. 乙车的加速度大小先减小后增大

（2018年全国普通高等学校招生统一考试物理全国III卷）例题2．（多选）地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第②次提升过程，

A. 矿车上升所用的时间之比为4:5[xxk.Com] B. 电机的最大牵引力之比为2:1 C. 电机输出的最大功率之比为2:1 D. 电机所做的功之比为4:5 （2018年全国普通高等学校招生统一考试物理全国III卷）例题3．（多选）甲乙两车在同一平直公路上同向运动，甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动。甲乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是

A. 在t1时刻两车速度相等

B. 从0到t1时间内，两车走过的路程相等

C. 从t1到t2时间内，两车走过的路程相等

D. 从t1到t2时间内的某时刻，两车速度相等

【牛顿运动定律与图像】

（2018年全国普通高等学校招生统一考试物理新课标I卷）例题1、如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是（

）

A. B.

C. D.

（浙江新高考2018年4月选考科目物理试题）例题2、如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作，下列F-t图像能反应体重计示数随时间变化的是

A.

B.

C.

D.

【电磁感应与图像】

（2018年普通高等学校招生全国统一考试物理全国II卷）例题1．如图，在同一平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。一边长为的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动，线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是（

）

A.

B.

C.

D.

（2018年全国普通高等学校招生统一考试物理全国III卷）例题2．（多选）如图（a），在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧。

导线PQ中通有正弦交流电流i，i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流的正方向。导线框R中的感应电动势

A. 在B. 在C. 在D. 在时为零

时改变方向

时最大，且沿顺时针方向

时最大，且沿顺时针方向

【振动图像和波动图像】

（2018年全国普通高等学校招生统一考试物理全国III卷）例题1．一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0和t=0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示。己知该波的周期T>0.20 s。下列说法正确的是___________。A．波速为0.40 m/s B．波长为0.08 m C．x=0.08 m的质点在t=0.70 s时位于波谷

D．x=0.08 m的质点在t=0.12 s时位于波谷

E．若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s，则它在该介质中的波长为0.32 m 【实验中的图像问题】

（2018年全国普通高等学校招生统一考试物理北京卷）例题1．用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。

主要实验步骤如下：[来源:学_科_网Z_X_X_K] a．安装好实验器材。接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。

b．选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（t=0），然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F……所示。

c．通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作v1、v2、v3、v4、v5……

d．以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示。

结合上述实验步骤，请你完成下列任务：

（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有____________和___________(填选项前的字母)。

A．电压合适的50 Hz交流电源

B．电压可调的直流电源

C．刻度尺

D．秒表

E．天平(含砝码) （2）在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v-t图像_____________。

（3）观察v-t图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是___________。v-t图像斜率的物理意义是______________________。

（4）描绘v-t图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度表

示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对△t的要求是______（选填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的△x大小与速度测量的误差______(选填“有关”或“无关”)。

（5）早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时，为此他设计了如图4所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的_____________________。

（2018年全国普通高等学校招生统一考试物理全国III卷）例题2．甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。实验步骤如下：

（1）甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端，让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端（位置恰好处于L刻度处，但未碰到尺），准备用手指夹住下落的尺

（2）（2）甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为L1，重力加速度大小为g，则乙的反应时间为________（用L、L1和g表示）。

（3）已知当地的重力加速度大小为g=9.80 m/s2，L=30.0 cm，L1=10.4 cm，乙的反应时间为__________s。（结果保留2位有效数字）

（4）写出一条提高测量结果准确程度的建议：___________。

（2018年全国普通高等学校招生统一考试物理新课标I卷）例题3．某实验小组利用如图（a）所示的电路探究在25℃~80℃范围内某热敏电阻的温度特性，所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻RT，其标称值（25℃时的阻值）为900.0 Ω：电源E（6V，内阻可忽略）：电压表

（量程150 mV）：定值电阻R0（阻值20.0 Ω），滑动变阻器R1（最大阻值为1 000 Ω）：电阻箱R2（阻值范围0-999.9 Ω）：单刀开关S1，单刀双掷开关S2。

实验时，先按图（a）连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃，将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0：保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0：断开S1，记下此时R2的读数，逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0°C，实验得到的R2-t数据见下表。

t/℃

R2/Ω

25.0 900.0 30.0 680.0 40.0 500.0 50.0 390.0 60.0 320.0 70.0 270.0 80.0 240.0 回答下列问题：

（1）在闭合S1前，图（a）中R1的滑片应移动到_____填“a”或“b”）端；

（2）在图（b）的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出R2-t曲线：___________

（3）由图（b）可得到R1，在25℃-80°C范围内的温度特性，当t=44.0℃时，可得R1=____Ω；

（4）将Rt握于手心，手心温度下R2的相应读数如图（c）所示，该读数为____Ω，则手心温度为______℃。