探究F-t图象与物体运动规律的关系

汉沽六中 韩学玲

一、F-t图象与物体运动规律关系的地位与分析

F-t图象与物体运动规律的关系，反映了物体不同时刻受力情况，揭示了物体在不同运动情况下的运动规律。应用F-t、v-t 、s-t规律解决实际问题。而F-t图象这一部分内容题型变化多，关系抽象复杂是复习的难点和高考的热点，在全国各地物理试卷中都有体现。现对近几年的高考试题中与F-t有关的题目做一总结，以期对学生有所启示。

二、教学目标

1、知识技能

（1）掌握F-t图像的物理意义与物体运动规律的联系

（2）通过F-t图像和牛顿运动规律综合分析物体的运动景象 2、过程和方法

（1）通过对F-t图像与物体运动规律的关系探究过程，培养学生的探究能力和创新能力 （2）渗透科学研究方法，提高分析推理和解决问题的能力 3、情感态度和价值观

（1）通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养团队合作精神

（2）让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，增进学习物理的情感 (3) 培养实事求是是科学态度和严谨的推理能力。

三、教学策略

主要通过F-t图象获取信息，探究物体运动的位移、速度、加速度等物理量和时间的函数关系，来解决实际问题。

1． 通过v-t 、s-t图象的物理意义归纳总结，探究F-t图象与物体运动规律的关系，研究物体在不同

受力情况下的运动规律。

2． 学生自主探究和师生互动教学，通过F-t图象获取信息，结合牛顿运动定律解决实际问题。

教师的策略是使学生参与教学活动，通过F-t、v-t 、s-t图象与物体运动规律的关系之间的联系，掌握利用牛顿运动定律来解决实际问题的能力。

四、教学重点和难点

1．重点

（1）通过F-t图象与物理运动规律的关系的探究，结合牛顿运动定律来解决实际问题。 （2）学会利用F-t、v-t 、s-t图象获取信息，并求得未知数。 2．难点

利用F-t、v-t 、s-t图象与实际物体的运动规律关系，提高分析推理和解决问题的能力。

五、教学过程

（一）教学引入

1、回忆v-t 、s-t图象，表示的物理意义是什么？

2、回忆利用牛顿第二定律来解决实际问题分哪两大类及解决方法？ （二）题型分析

例1：物体在与其初速度始终共线的合外力F的作用下运动取Vo方向为正方向时，合外力F随时间t的变化情况如图所示，则在0~t2这段时间内（ ）

A．物体的加速度先减小后增大，速度也是先减小后增大 B．物体的加速度先增大后减小，速度也是先增大后减小 C．物体的加速度先减小后增大，速度一直在增大 D．物体的加速度先减小后增大，速度一直在减小 【归纳总结】以上是已知受力求运动情况的题型。

具体方法：已知物体受到的合外力的图像，即画出a-t、v-t、x-t的图象分析问题；也可以结合F-t图象中图线与横轴围成的受力面积表示合力的冲量，利用动量定理求解。 练习：（02年全国高考试题）质点所受的力F随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上，已知t=0时质点的速度为零，在图所示的t1、t2、t3和t4各时刻中，哪一时刻质点的动能最大（ ）

A. t1 B.t2 C.t3 D.t4 例2：（04年全国3 ．21）放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示。取重力加速度

g=10m/s2

.由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为：

A．m=0.5kg，μ=0.4; B. m=1.5kg，μ=2/15;

F／N v／m/s C. m=0.5kg，μ=0.2;

3 4 D. m=1.0kg，μ=0.2.

2 1 2 t／s t／s

0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10 【归纳总结】此题属于通过F-t、V-t图象获得信息，知运动求受力情况的题型，学生进行受力分析，利用V-t图象求得加速度，解题关键是把生活实际现象抽象或转变成物理过程，由牛顿第二定律、和物体平衡求出未知量。 练习：升降机质量m1=50kg，在竖直上升过程中其v-t图象如图所示，放在升降机底板上货物质量m2=50kg。 求：（1）上升25s时间内的总位移和平均速度 （2）升降机底板受到的压力最大值？

（3）在图乙所示的坐标上画出升降机上升过程中所受拉力F与时间t的关系图像。 v/m·s-1 F/N 1020

2

980 1

940 t/ s t/ s 0 900 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 25 例3：蹦床是北京奥运会的正式比赛项目。假设比赛时运动员仅竖直方向运动，通过传感器将弹簧床面

与运动员间弹力随时间变化的规律，在计算机上绘制出如图所示的曲线。当地重力加速度为g=10m/s2

，依据图象给出的信息，求：

（1） 蹦床运动稳定后的运动周期；

（2） 运动员的质量；

（3） 运动过程中，运动员离开弹簧床上升的最大高度； （4） 运动过程中，运动员的最大加速度；

练习：（ 06年黑吉广）一质量为m=40kg的小孩子站在电梯内的体重计上。电梯从t=0时刻由静止开始上升，在0到6s内体重计示数F的变化如图所示。试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重

2

力加速度g=10m/s。 F/N 440 400 320

100

0 1 2 3 4 5 6 t/s

【归纳总结】上题主要考察应用牛顿运动定律解决的实际问题的能力。由F-t图像获取物体运动过程的信息，题目比较新颖，同时也考察了学生理解能力及灵活应用知识的能力。

六、小结

在物理的学习中将会涉及大量的图象问题，从运用图象能力的要求归纳起来，主要包含以下三点：

（1） 读图：即从给出的图象中读出有用的信息来补足题中的条件解题；

（2） 用图：利用特定的图象如F-t、V-t、X-t图象等带来方便、快捷的解题； （3） 作图；通过做辅助图帮助理清物理线索来解题。

这三点对学生思维的能力、分析推理和解决问题的能力，要求较高。

七、作业