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高中物理中“变化量”与“变化率”的概念辨析

  高中物理中“变化量”与“变化率”的概念辨析第一期_理学_高等教育_教育专区。~,√—、, . ,、。 .、, 、。.J、,。. ,、.。,、 。.,、 。—,、 。, 、 ,.一,、. i、,。., ~ /—叫 引 探 导航 知 韶 纵 横l— 一 高中物理中“变化量 刘

  ~,√—、, . ,、。 .、, 、。.J、,。. ,、.。,、 。.,、 。—,、 。, 、 ,.一,、. i、,。., ~ /—叫 引 探 导航 知 韶 纵 横l— 一 高中物理中“变化量 刘海林 与 “ 变 化 率 白 l l 概 念 鞲 析 在高中物理中,为了表示一些物理现象 的变化规律,有时用变化量、有时用变化率或 者定义一个新的物理量,学生在学习过程中 经常容易混淆,在教学过程中注意引导学生 准确理解变化量与变化率的区别,对帮助学 生克服物理学习困难,加深对物理概念的理 解,有较好的促进作用. 鬻解析物体位置变化量即位移,物 体位置变化量越大,只说明物体的位移大,也 表明物体运动了,但不能说明物体运动的快 慢,故A 错;物体位置变化快慢,表明物体运 动快慢,物体位置变化越快,物体位置变化率 越大,即物体运动的速度越大,故BD 对;物体 位置变化量与物体位置变化率无直接关系, 故C错;正确答案选BD. 囊:一、位置变化量与位置变化率 物体位置变化量叫位移.物体的空间位 置随时间变化,说明物体运动了( 机械运动) . 一般说来,当物体从一个位置运动到另一个 位置时,尽管可以沿不同的轨迹、走过不同的 路程,但物体的位置变化量是相同的,为了表 示物体的位置变化量,在物理学中用位移来 表示位置变化量.变化量的大小( 位移大小 ) 等于从起点到终点间线段的长度,变化量的 方向( 位移方向) 由从起点指向终点. 物体位置变化率叫速度.物体的空间位 置随时间变化,说明物体运动了.但是,不同 的运动,位置变化快慢往往不同,即物体运动 快慢不同.要比较不同物体运动快慢,方法 可以不同,在物理学中用速度表示物体运动 快慢,位移与时间的比值叫速度.物体位置 的变化量与时间的比值叫做位置的变化率, 故物体位置的变化率叫速度. 曩‘二、速度变化量与速度变化率 物体运动快慢用速度表示.但是,往往 物体的速度也会有变化.速度的变化量是物 体的末速度与初速度的矢量差.它仅仅表示 物体的速度变化了,不能表示物体速度变化 是快还是慢.只有速度的变化量与所用时间 的比值,即速度的变化率才能表示速度变化 快慢,而物理学中把速度的变化率定义为加 速度.物体速度的变化率越大,说明物体的 加速度越大,表示物体的速度变化快. O k- 例2关于速度和加速度,下列说 法中正确的是 ( .) A .速度越大。加速度就越大 B.速度的变化量越大,加速度就越大 C.速度大小不变.加速度一定为零 D .速度为零,加速度可以不为零 J ‘、二 (\~// 55) ,—— 口 e //—、\ 状例 越快 ) 下列说法中正确的是 ( A .物体位置变化量越大。说明物体运动 B.物体位置变化越快,物体运动的速度 越大 1 鬻解析速度与加速度是两个完全不 同的概念,他们之间没有直接的关系.速度 大,表示物体运动快,物体的速度可能不变 会,如物体做匀速运动,故A 错;加速度大小 表示物体速度的变化快慢,不是速度变化量 的大小,变化率与速度变化量和发生变化需 要的时间有关系,故 B错;速度是矢量,大小、 方向的变化都表示速度变化了,也意味着有 快慢之分,故加速度不会为零,但是,大小不 C.物体位置变化量越大,物体位置变化 率一定越大 D .物体位置变化率越大,物体运动速度 越大 c器—丧 ≈c,m;占善np州 一夤毫卜=禽.— n卜口j 引探导航 知韶纵横 能确定,故C错.正确答案选 D. 体 例 3下 列 说 法 中 正 确 的 是 ( ) A .做平抛运动的物体时任意相等的时 间内速度变化量相等 B .做平抛运动的物体任意相等的时间 内速度变化率相等 C .做匀速圆周运动的物体任意相等的 时间内速度变化量相等 D .做匀速圆周运动的物体任意相等的 时间内速度变化率相等 ■i 、 功.动能的变化率应该理解成物体所受合外 力做的功的快慢,即物体所受合外力做功的 平均功率. 愀 例 5一 个 质 量 为 o . 3 kg 的弹性小 球,在光滑水平面上以 6r i gs 的速度垂直撞到 墙上。碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后速 度大小与碰撞前相同。则碰撞前后小球速度 变化量的大小Av和碰撞过程中墙对小球做 功的大小形为 A .Av=0 C .W =0 B.A v=12m /s D .W =10 .8 J ( ) 鬻解析根据运动学规律A v=oA t, 血,△£=a 。平抛运动是匀变速运动曲线运动, 运动过程中速度不断变化,如图1,在任意相 等的时间内速度变化量是相同的,如图2,故 A 正确.速度的变化率即物体运动的加速度, 平抛运动的加速度就是物体的重力加速度, 故B 正确.匀速圆周运动是非匀变速运动曲 线运动,运动过程中速度不断变化,如图 3,但 在任意相等的时间内速度变化量大小是相等 的,方向不同。如图4,故C错.物体任意相等 的时间内速度变化率大小相等,但方向不同, 故D 错.正确答案选A B. 髯解析速度是矢量,速度变化量也 是矢量,反弹后速度与碰撞前速度等值反向, /s 则速度变化量为A v- - v:哪l - ( 一6) 一6—12 m ( 设碰撞前速度方向为正 ) ,故B选项正确.小 球碰撞反弹前后动能没有变化,即△臣=0,根 据动能定理物体受的外力做功等于物体动能 的变化, W =Ek=O,则C选项正确. .曩’五、磁通量变化量与磁通量变化率 磁通量是标量,但有正负之分,如果磁感 线从某一面射人为正,则从这一面穿出为负, 有时可以用过某一面的磁感线净条数来理解 磁通量的大小.当穿过某一电路的磁通量发 生变化,电路中将产生感应电动势,但感应电 动势的大小与磁通量的变化量无关,与磁通 量的变化快慢有关,即磁通量变化率成正比 状 例 6把 一 个 面 积 为 s , 总 电 阻 为 R 的圆形金属环放在水平面上,磁感应强度为 B的匀强磁场竖直向下.当把环翻转 1800的过 程中 ,穿过 线圈 的磁通 量变化 量— —,流 过 环面某一横截面的电量为——. e g .、 鹫解析穿过某一面的磁感线 叫磁通量,本题中磁感线垂直穿过圆形金属 环,开始时磁通量是咖。 =B S,翻转 1800后磁通 囊:三、动能变化量与动能变化率 物体由于运动而具有的能叫动能,动能 是标量.动能的变化决定于物体运动速度大 小的变化,与速度方向变化无关.根据动能定 理,动能的变化等于物体所受合外力所做的 量仍是中:=嬲.但翻转前后磁感线射人方向 不同,故当把环翻转1800的过程中,穿过线B S.根据法拉第电磁感 应定律占=学和欧姆定律刮R+r ) 以及仁q, A 而 流过环面某一横截面的电量g :2B__。 SS . 代 辨 例 7一 个 矩 形 线 圈 在 匀 强 磁 场 中 绕固定轴做匀速转动,转动轴垂直于磁感线。 当线圈平面转到与磁感线平行时,关于穿过 线圈的磁通量、磁通量的变化和线圈中的感 生电动势,下列说法中正确是 ( ) A .磁通量最大,磁通量变化最快,感生 电动势最大 B.磁通量最大,磁通量变化最大,感生 电动势最大 C.磁通量最小,磁通量变化最快,感生 电动势最大 D .磁通量最小,磁通量变化最大,感生 电动势最大 当线圈平面转到与磁感线平行时,穿过线圈 的磁通量为零,即磁通量最小;磁通量变化量 是过程量,在某位置或某时刻磁通量的变化 量无法比较大小;但磁通量变化率与磁通量、 磁通量的变化量是不同的概念,在此位置磁 通量的变化率最大,即磁通量变化最快,故感 生电动势最大.C选项正确. 需要说明的是:①高中物理中变化量与 变化率在具体描述时又有所不同,变化量用 大或小表示,变化率用快或慢表示,在比较它 们关系时一定要注意同时比较它们的方向关 系.当然,磁通量是标量,但是在考虑磁通量 的变化时也要考虑磁感线是从哪一个面穿 人,从哪个面穿出的.②用变化率定义一个 物理量一般都是指平均值.位置变化率,是 指这段时间内平均速度;速度变化率是指这段 时间内平均加速度;磁通量的变化率是这一段 时间内的平均感应电动势. 髫解析矩形线圈在匀强磁场中绕固 定轴做匀速转动,且转动轴垂直于磁感线,故 ( 上接第朽页) 譬‘13.质■守恒定律与电荷守恒定律 质量守恒定律:在任何与周围隔绝的物 质系统( 孤立系统 ) 中,不论发生何种变化或 过程,其总质量保持不变. 电荷守恒定律:电荷既不能被创生,也不 会被消灭,它只能从一个物体转移到另一个 物体,或者从物体的一部分转移到另一部分, 在转移的过程中,电荷的总量保持不变. 质点在重力作用下,沿水平方向抛出做平抛 运动;电荷 ( 不计重力) 沿垂直电场方向射人 匀强电场,做类平抛运动.地球上的物体在 重力作用下总是从高处向低处移动;正电荷 在电场力的作用下,从静止出发,总是从电势 高处向电势低处移动. 总之,在对比电场与引力场相似之处的 同时,应注意到电荷有正负之分,不同的电荷 在不同场源电荷的电场中的受力、运动及能 的各种情况比物体在重力场中的情况要复l 57 杂.显然,通过类比的方法,比较学习中的 “镜像”知识,有助于我们对知识的深刻理解 霆 与全面掌握. 。, .’ 、 ,一 譬14.圆周运动与抛体运动 在场力的作用下的运动形式相似.天体 在万有引力的作用下绕中心天体做圆周运 动;电子在静电力的作用下绕核做圆周运动. ‰ △喜 .- —丫r t - 寸1

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