物理图像在解题中应用
物理图像在解题中的应用
摘要:物理图像蕴涵着大量物理信息,它是考查物理技能的重要载体。因此,清晰、有效地把图像语言迁移成已知条件和基本原理,是准确解答物理问题的必备能力。本文着力介绍简捷解读物理图像的方法,以期对读者有所帮助。
关键词:图像迁移应用解析
中学物理常涉及到的图像有:受力分析图、矢量合成分解图、物理过程分析图。常规函数图像有:v(速度)—t(时间)图像、s(位移)—t(时间)图像、a(加速度)—f(力)图像、a(加速度)—1/m(质量倒数)图像、振动图像、波动图像、u端(路端电压)—i(电流)图像、i(电流)—t(时间)图像、u(电压)—t(时间)图像等。从图像形状看,有直线型、正弦、余弦曲线型、双曲线型、抛物线型和其它型等;从图像的层次看,有“点”、“线”、“面”、“形”四个不同的层次。物理图像不但具有直观、形象,而且富有动态变化过程清晰、物理量之间函数关系明确等特点,若能巧妙地加以利用,对某些物理问题的分析解决、对培养学生用数学方法解决物理问题的能力有很大的帮助和提高。现从以下几个方面谈谈图像法在解题中的具体应用:
一、要熟记常见的图像并进行迁移应用
例1、(2008上海高考)如图1所示,在竖直平面内的直角坐标系中,一个质量为m的质点在外力f作用下,从坐标原点o由静止开始沿直线on斜向下运动,直线on与y轴负方向成θ角(θ< )。则f
高中物理解题技巧：图像法2
高物理解题技巧：图像法2 图象法能简明形象地反映某物理量随另一物理量变化的规律，故图象法在物理有广泛的应用，在定性或定量讨论分析某些物理问题时，应用图象比例解析方程求解，会容易、简明得多 不论是解图象问题或利用图象求解物理问题，都要求： 1 认识坐标轴的意义（包括其正、负号的意义），这是认识图象的开始，是区别图象性质的关键 2 会写图象所表示的函数（如：正比例函数、一次函数、二次函数等），会画已知函数的图象，这是解答图象问题或利用图象求解物理问题的关键 3 清楚图象斜率的意义 4 知道图象在坐标轴上截距的意义 5 理解图线下所围“面积”的意义 全面理解物理图象的意义，熟练应用图象处理物理问题，是同们应该掌握的一个基本技能 一、利用图象解题 例1 某物体从静止开始匀加速直线运动，一段时间后做匀速直线运动直至停止，已知物体共用时间10s，总位移为20m，求物体在运动过程的最大速度 解析：作物体运动的图象，如图1所示，根据图线下所围“面积”表示 位移，可得
图1 即 点评：本题还可以运用求解，若引入加速度分析求解会更麻烦， 借助图象，使物体运动过程更形象、直观地表现了，简捷明快，有着曲径通幽之妙 二、利用图象解题 例2 质量为2g的物体在恒力F作用下，从静止开始运动，已知物体所受恒力F与 位移s的关系是，那么，当位移为2m时，物体的速度多大？ 解析：作物体的图象，如图2所示，根据图线下所围“面积”表示F做的功， 可知 由动能定理得 图2 点评：本题物体受力及运动加速度都是变化的，可以利用平均力计算F的功，也可以利用平均加速度求解，但显然没有利用图象求解得直接、直观 三、利用图象解题
高考物理图示法图像法解决物理试题解题技巧及练习题
高考物理图示法图像法解决物理试题解题技巧及练习题 一、图示法图像法解决物理试题 1．甲乙两图中，某时刻绳子AB 与水平方向的夹角均为θ，绳子上端以速度v 0匀速拉动，在两车运动过程中，下列说法正确的是（ ） A ．甲、乙两车运动速度大小之比cos 1cos θ θ + B ．甲车运动速度大小为 cos v θ C ．相同时间t ?内乙车速度增量大于甲车速度增量 D ．此刻若将速度v 0改成拉力F ，则两车加速度大小之比1:1 【答案】AC 【解析】 【详解】 ABC ．由甲图可知，甲车的速度 11cos v v θ = + 乙车的速度 2cos v v θ = 所以，甲、乙两车运动速度大小之比cos 11cos θ θ <+，相同时间t ?内乙车速度增量大于甲车 速度增量．故AC 正确，B 错误； D ．改成拉力F ，甲车所绳子合力沿两绳子夹角的角平分线上，汽车甲的合力大小为 22cos 2 F θ ，汽车乙的合力大小为cos F θ，因此合力不相等，加速度不相等，故D 错误． 2．如图所示，将一劲度系数为k 的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O ′处(O 为球心)，弹簧另一端与质量为m 的小球相连，小球静止于P 点。已知容器半径为R ，与水平面间的动摩擦因数为μ，OP 与水平方向的夹角为θ＝30°。下列说法正确的是 A ．容器相对于水平面有向左运动的趋势
B．轻弹簧对小球的作用力大小为 mg C．容器对小球的作用力竖直向上 D．弹簧原长为R＋ 【答案】BD 【解析】 【分析】 对容器和小球整体研究，分析受力可求得半球形容器受到的摩擦力．对小球进行受力分析可知，小球受重力、支持力及弹簧的弹力而处于静止，由共点力的平衡条件可求得小球受到的轻弹簧的弹力及小球受到的支持力，由胡克定律求出弹簧的压缩量，即可求得原长．【详解】 由于容器和小球组成的系统处于平衡状态，容器相对于水平面没有向左运动的趋势，故A 错误；容器对小球的作用力是弹力，指向球心O，故B正确；对小球受力分析，如图所示 由可知，支持力和弹簧的弹力之间的夹角为120°，则由几何关系可知，小球受到容器的支持力和弹簧对小球的弹力大小均为mg，故C错误；图中弹簧长度为R，压缩量 为，故原长为，故D正确。故选BD。 【点睛】 本题考查共点力的平衡条件应用，要注意明确共点力平衡问题重点在于正确选择研究对象，本题运用隔离法和整体法两种方法进行受力分析得出结论．同时注意几何关系的正确应用． 3．一快艇从离岸边100m远的河流中央向岸边行驶．已知快艇在静水中的速度图象如（图甲）所示；河中各处水流速度相同，且速度图象如（图乙）所示．则（） A．快艇的运动轨迹一定为直线 B．快艇的运动轨迹一定为曲线 C．快艇最快到达岸边，所用的时间为20s D．快艇最快到达岸边，经过的位移为100m 【答案】BC 【解析】
图像面积在解题中的应用
图像“面积”在解题中的应用 上海市崇明中学 吴士玉 地址：崇明县鼓浪屿路801号 邮编：202150 利用图像来解决物理问题是常见的一种方法，而图像法解题中有一类是利用图像“面积”来解决问题的。在利用图像法来处理问题时，若能有意识的利用图像“面积”的物理意义来解题，将会给问题的解决带来极大的方便。下面就介绍几类图像“面积”在物理解题中的应用。 一．t v -图像“面积”表示物体的位移 在直线运动中，我们常利用t v -图像来解题。在t v -图像中，图像与横轴所围的面积就表示物体的位移。对一些较复杂的运动过程，如能结合t v -图像加以分析，即可快速解决问题。 例题：A 、B 两个物体从同一高度同时开始运动，A 做竖直上抛运动，B 做简谐振动（起点为B 的平衡位置），且同时到达同一个最高点。下列关于两物体在运动过程中的速度大小关系，正确的是（ ） A ． B A v v > B ．B A v v < C ．先B A v v <后B A v v > D ．先B A v v >后B A v v < 解析：此题中B 做非匀变速运动，无法建立运动学公式来比较，所以可以尝试运用ν～t 图像来分析。先画出竖直上抛的A 物体的运动 图线（匀减速运动），然后根据题 意：两者的运动时间相同，运动位移相同，如图1即可得出D 选项正 确。 二．s F -图像的“面积”表示作用力F 做的功 功的大小也可以用图像来描述，图2表示恒力做功的情况，图中横坐标为物体的位移s ，纵坐标为在位移方向上的作用力F ，画出的图像（水平线）反映力与位移的关系，该图叫做F —s 图。图线下的阴影面积就表示力F 在位移S 方向上做的功。 例题：已知在弹性限度内弹簧的弹力与形变量成正比，即Kx F =，试画出弹簧的弹力随位移变化的图像，并利用该图像计算弹簧在伸长了1x 的过程中弹力做的功。 解析：据公式Kx F =可知，弹簧所受的弹力F 与形变量x 成正比，图像应为一过坐标原点的倾斜直线，如图3所示。当形变量为1x 时，对应的弹力11Kx F =，则图线与横轴所围的面积为图中阴影部分即表示弹力做的功，21112 1 21kx kx x W =??= 。 三．V p -图像“面积”表示气体做功、确定某状态的温度 对于气体而言，气体在等压膨胀过程中对外做功W 应该等于压强P 乘以增加的体积△V ， V A 不符合位移相等 符合题意 图1 图2 图3 1Kx
高考物理图像法解决物理试题解题技巧及练习题
高考物理图像法解决物理试题解题技巧及练习题 一、图像法解决物理试题 1．某同学站在电梯底板上，如图所示的v-t图像是计算机显示电梯在某一段时间内速度变化的情况（竖直向上为正方向）．根据图像提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（） A．在0-20s内，电梯向上运动，该同学处于超重状态 B．在0-5s内，电梯在加速上升，该同学处于失重状态 C．在5s-10s内，电梯处于静止状态，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力 D．在10s-20s内，电梯在减速上升，该同学处于失重状态 【答案】D 【解析】 图像的斜率表示加速度，故0~5s内斜率为正，加速度为正，方向向上，处于超重状态，速度为正，即电梯向上加速运动；在5~10s过程中，电梯匀速，该同学加速度为零，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力，处于正常状态；10~20s过程中，斜率为负，速度为正，即电梯向上做减速运动，加速度向下，处于失重状态，D正确． 【点睛】在速度时间图象中，直线的斜率表示加速度的大小，根据图象求出电梯的加速度，当有向上的加速度时，此时人就处于超重状态，当有向下的加速度时，此时人就处于失重状态． 2．如图所示为甲、乙两质点做直线运动的速度－时间图象，则下列说法中正确的是() A．在0～t3时间内甲、乙两质点的平均速度相等 B．甲质点在0～t1时间内的加速度与乙质点在t2～t3时间内的加速度相同 C．甲质点在0～t1时间内的平均速度小于乙质点在0～t2时间内的平均速度 D．在t3时刻，甲、乙两质点都回到了出发点 【答案】A 【解析】 A、在0～t3时间内，由面积表示为位移，可知甲、乙两质点通过的位移相等，所用时间相等，则甲、乙两质点的平均速度，故A正确； B、图象的斜率表示加速度，则甲质点在0～t1时间内的加速度与乙质点在t2～t3时间的加速度大小相等，但方向相反，所以加速度不同，故B错误；
b5图象在中学物理中的应用
本文为自本人珍藏 版权所有 仅供参考 图象在中学物理中的应用 寻甸二中 王荣 图象的特点是具有直观性和形象性，可以直观地把自变量与因变量的依赖关系表示出来，因此，利用图象来分析讨论有关物理问题，不仅可以避免繁杂的计算，使问题变得比较形象、直观，而且可以加深对物理概念，物理规律的理解，也有助于数学和物理相结合的综合能力的培养和提高。 1． 图象解题的特点 图象解题的关键是：搞清图象所揭示的物理规律或物理量间的函数关系。具体地讲，就是必须明确横、纵坐标物理量的意义和单位的大小，明确有关斜率、截距、面积、极值点、交点的物理意义。 1.1图象斜率反映的物理量。斜率是图象的重要特征之一，一定要明确它的物理意义。 例如：位移—时间图象（s-t 图）的斜率反映物体运动的速度。如图一（a ）表示匀速直线运动（斜率k=tg α不变），图一（b ）表示加速运动（斜率增大）。 热学中P-T 图线中的斜率表示体积的倒数 V 1。在电学中R U 的I-U 图中斜率表示R 的倒数R 1 ，等等。我们只有正确的 把这一数学特征与物理意义对应起来，才能顺利地应用图象解题。 1.2图象的截距反映某一物理量的量值，根据图象的截距可以迅速判断某一物理量的大小。 例如在匀变速直线运动的V-t 图中，V 轴上的截距表示初速度V 0，t 轴上的截距表示速度为零的时刻。在测电源电动势和内阻的实验中U-I 图中U 轴上的截距表示电动势，I 轴上的截距则表示短路时的电流。 1.3图象与横坐标所围成的面积也代表一定的物理意义，也同样能反映大量的物理信息。 比如，V-t 图象的面积表示物体的位移，P-V 图象的面积表示气体做功的多少，F-S 图象的面积也表明做功的大小，F-t 图象的面积表明力冲量的大小，U-I 图象的面积表明电功率的大小。 1.4图象的极值点坐标，反映变化过程的极大值或极小值及产生的条件。 如竖直上抛运动的S-t 图；全电路的输出功率与电流关系的P-t 图；振动图象X=Asin( t T 2)，分别如图二的（a ）、
高中物理解题技巧：图像法
高物理解题技巧：图像法1 物理规律可以用文字描述，也可以用数函数式表示，还可以用图象描述。图象作为表示物理规律的方法之一，可以直观地反映某一物理量随另一物理量变化的函数关系，形象地描述物理规律。在进行抽象思维的同时，利用图象视觉感知，有助于对物理知识的理解和记忆，准确把握物理量之间的定性和定量关系，深刻理解问题的物理意义。应用图象不仅可以直接求或读某些待求物理量，还可以用探究某些物理规律，测定某些物理量，分析或解决某些复杂的物理过程。 图象的物理意义主要通过“点”、“线”、“面”、“形”四个方面体现，应从这四方面入手，予以明确。 1、物理图象“点”的物理意义：“点”是认识图象的基础。物理图象上的“点”代表某一物理状态，它包含着该物理状态的特征和特性。从“点”着手分析时应注意从以下几个特殊“点”入手分析其物理意义。 （1）截距点。它反映了当一个物理量为零时，另一个物理的值是多少，也就是说明确表明了研究对象的一个状态。如图1，图象与纵轴的交点反映当I=0时，U=E即电的 电动势；而图象与横轴的交点反映电的短路电流。这可通过图象的数表达式 得。 （2）交点。即图线与图线相交的点，它反映了两个不同的研究对象此时有相同的物理量。如图2的P点表示电阻A接在电B两端时的A两端的电压和通过A的电流。
（3）极值点。它可表明该点附近物理量的变化趋势。如图3的D点表明当电流等于时，电有最大的输功率。 （4） 拐 点。通常反映物理过程在该点发生突变，物理量由量变到质变的转折点。拐点分明拐点和暗拐点，对明拐点，生能一眼看其物理量发生了突变。如图4的P点反映了加速度方向发生了变化而不是速度方向发生了变化。而暗拐点，生往往察觉不到物理量的突变。如图5P点看起是一条直线，实际上在该点速度方向发生了变化而加速度没有发生变化。 2、物理图象“线”的物理意义：“线”：主要指图象的直线或曲线的切线，其斜率通常 具有明确的物理意义。物理图象的斜率代表两个物理量增量之比值，其大小往往 代表另一物理量值。如-t图象的斜率为速度，v-t图象的斜率为加速度，Φ-ｔ图象的斜率为感应电动势（n=1的情况下），电U-I图象（如图1）的斜率 为电的内阻（从图象的数表达式也一目了然）等。 3、物理图象“面”的物理意义：“面”：是指图线与坐标轴所围的面积。有些物理图象的图线与横轴所围的面积的值常代表另一个物理量的大小．习图象时，有意识地利用求面积的方法，计算有关问题，可使有些物理问题的解答变得简便，如v-t图象所围面积 代表位移，F-图象所围面积为力做的功，P-V图象所围面积为 气体压强做的功等。 4、物理图象“形”的物理意义：“形”：指图象的形状。由图线的形状结合其斜率找其隐含的物理意义。例如在v-t图象，如果是一条与时间轴平行的直线，说明物体做匀速直线运动；若是一条斜的直线，说明物体做匀变速直线运动；若是一条曲线，则可根据其斜率变化情况，判断加速度的变化情况。在波的图象，可通过微小的平移能够判断各质点在该时刻的振动方向；在研究小电珠两端的电压U与电流I关系时，通过实验测在
高考物理高考物理图像法解决物理试题解题技巧讲解及练习题
高考物理高考物理图像法解决物理试题解题技巧讲解及练习题 一、图像法解决物理试题 1．图甲为某电源的U I -图线，图乙为某小灯泡的U I -图线，则下列说法中正确的是（ ） A ．电源的内阻为5Ω B ．小灯泡的电阻随着功率的增大而减小 C ．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.3W D ．把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为0.4W 【答案】D 【解析】 【详解】 A ．根据闭合电路欧姆定律变形： U E Ir =- 可得图像与纵轴的交点表示电动势，图像斜率的大小表示内阻，根据甲图电动势为： 1.5V E = 内阻为： 1.0 1.5 5ΩΩ0.33 r -== A 错误； B ．根据乙图可知电流越大，小灯泡功率越大，根据欧姆定律变形得： U R I = 可知乙图线上某点与原点连线的斜率为电阻，所以小灯泡的电阻随着功率的增大而增大，B 错误； C ．把电源和小灯泡组成闭合回路，将甲、乙两图叠加到一起：
-曲线的交点即小灯泡的电压、电流，根据图像读数： 两U I U≈ 0.125V I≈ 0.28A 所以，小灯泡的功率为： ==?≈ P UI 0.1250.28W0.035W C错误； D．回路中的总功率为： ==?≈ 1.50.28W0.42W P EI 总 D正确。 故选D。 2．如图是某质点运动的速度图象，由图象得到的正确结果是 A．0～1 s内的平均速度是2 m/s B．0～2 s内的位移大小是4 m C．0～1 s内的运动方向与2 s～4 s内的运动方向相反 D．0～1 s内的加速度大小大于2 s～4 s内加速度的大小 【答案】D 【解析】0～1s内质点做匀加速直线运动，其平均速度为初末速度之和的一半即： ，故A错误；在v-t图象中，图线与坐标轴所围的面积大小等于位移：，故B错误；速度的正负表示速度的方向，则知0～1s 内的运动方向与2～4s内的运动方向相同，故C错误；速度图象的斜率等于加速度，则知0～1s内的加速度大于2～4s内的加速度，故D正确。所以D正确，ABC错误。 3．将质量为m＝0.1 kg的小球从地面竖直向上抛出，初速度为v0＝20 m/s，小球在运动中所受空气阻力与速率的关系为f＝kv，已知k＝0.1 kg/s．其在空气的速率随时间的变化规律
高中物理与函数及函数图象
高中物理与函数图象（一） 函数图象与物理规律 一、学情与内容分析 1、地位与作用： 在高考能力要求中，应用数学工具处理物理问题一项中，就有“能运用几何图形、函数图象进行表达、分析”的要求。图象法就是利用图象来描述两个物理量之间的关系的方法。图象的特点是具有直观性和形象性。从高考试题中也反映物理图象是考试热点之一。 2、重点与难点： 能够正确地作图、读图是准确把握两个物理量间的关键，然后再结合相应的物理规律解答物理问题是重点也是难点。 3、教学说明： 用图像法解题的主要依据是利用了物理过程中恒量与变量之间的关系，以及与数学函数图像之间的联系，再利用几何或分析的方法解决问题。在考试过程中若能巧用图像解题，必会达到事半功倍的效果，特别在高考紧张的气氛下，一般人都易利用公式法和分析法算，思维易混乱，计算繁杂且易算错，这是很不利的，多树立用图像解题的意识，多加训练达到得心应手的境界。但是也不是所有物理题都适用图像法解题，所以我们也必须总结出，哪类题更适合用图像法解题以及哪类题目在高中阶段只能用图像法解。 4、学生情况分析： 图像法是高考考试的热点，高中学生数学水平已经能够解决高中物理中的图像问题，而以往学生只在做习题的时候，零星的接触了一些图像题，在讲解题目的时候，发现学生对于这类题目有点发怵，觉得无从着手，即使这道题搞懂了，碰到其他又不会了，所以对图像问题进行一次总结很有必要。 二、教学目标： 1、知识与技能： ①回顾高中所学过的常见图像 ②能搞清图象所揭示的物理规律或物理量间的函数关系 ③具有建立图像以及应用图像解决物理问题的能力 2、过程与方法： ①培养学生理解事物本质的能力，以及归纳能力。 ②培养学生学科间的迁移能力 3、情感与态度： ①体验用图像方法描述物理现象的乐趣，培养学生用数学方法处理物理问题的意识。 ②让学生用科学的眼光去认识事物，去了解事物的本质，培养学生的科学素养。 四、教学方法： 讲授法、归纳法，利用多媒体资源，以学生为主体，展开教学。 五、教学过程： 【引入】提问：描述一个物体过程和物理规律有几种方法举例：一个物体在Array不受任何外力作用下运动用3种不同的方式描述它：匀速直线运动， S＝ vt，， 所以任何一个物理规律或物理过程都有3种描述方法：文字 描述、数学描述和图像描述。但哪种更加直观、形象当然是图像法。在高考 能力要求中，应用数学工具处理物理问题一项中，就有“能运用几何图形、函数图象进行表达、分析”的要求。所以今天我们就来研究物理图像专题。 一、在我们学习高中物理，有哪些常见图像
函数图像在物理上的应用16K
函数图像在物理上的应用 用图象描述物理过程和物理规律，在力学中有：S －t 图，V-t 图，振动图象。热学中有：P-V 图，P －T 图。电学中有：I-V 图。可以用图象处理实验数据，导出表示物理规律的函数式；可依据物理图象求解物理量，对物理问题进行判断论证。 本文着重介绍一种能直观、形象地描绘物理规律、解决物理问题的方法——图象法，从图象 的“点”、“线”、“面”、“形”四层次所含物理意义入手，阐述图像法在中学物理中的应用。 【关键词】：“图象法” 斜率 截距 面积 一．方法介绍 物理规律可以用文字来描述，也可以用数学函数式来表示，还可以用图象来描述。利用图象 描述物理规律、解决物理问题的方法称之为图象法。物理图象有很多类型，如模型图、受力分析图、过程分析图、矢量合成分解图、函数图象等。图象具有形象、直观、动态变化过程清晰等特点，能使物理问题简化明了；更重要的是它能将物理学科与数学、信息技术等其他学科有机地结合起来，增强学生的综合素质能力。上海市二期课改新教材中明确提出，用DIS 实验将物理规律通过用图形计算器、计算机将数据采集器采集到的数据以图象的形式呈现给学生，要求学生通过对图像的分析，应用图形计算机对图线进行拟合来确定物理量之间的关系，探究物理规律。 二．把图象法运用于物理教学的意义 1.直观形象、简化解题过程：图象解法不仅思路清晰，而且直观、形象，可使解题过程得到简化， 起到比解析法更巧妙、更灵活的效果。例如在比较 匀变速直线运动中的平均速度与中间位臵的速度的大小关系时，用图象法解题一目了然。如图1，平均速度即中间时刻速度V 2，中间位臵的瞬时速度 即面积平分时刻的速度V 1。依据图象能很快地得出 结论V 2＜V 1。 3.用于实验，简化数据处理方法：物理学习离不开物理实验，在物理实验中应用图象法进行数据处理，不仅具有简明、直观的特点，而且还可以减小误差、分析误差的成因。如测量电源电动势与内 阻的实验，根据实验数据画出路端电压与电流的图象。为减小误差可从图线上任意取两点求出图线的斜率，斜率的绝对值即为电源内阻，而图线与纵坐标的截距即为电源的电动势。而在验证牛顿第二定律的实验中，对－a F 图象进行分析即可得到实验的误差成因，与横轴的截距表示没有平衡摩擦力，与纵轴的截距表示过度平衡磨擦力。 四．图象的各个层次的物理意义 图象的物理意义主要通过“点”、“线”、“面”、“形”四个方面来体现，教学中应从这四 方面入手，予以明确。 1.物理图象中“点”的物理意义：“点”是认识图象的基础。物理图象上的“点”代表某一 物理状态，它包含着该物理状态的特征和特性。从“点”着手分析时应注意从以下几个特殊“点”入手分析其物理意义 。 ⑴截距点。它反映了当一个物理量为零时，另一个 物理的值是多少，也就是说明确表明了研究对象的一个 状态。如图3中，图象与纵轴的交点反映出当0I 时， =U E 即电源的电动势；而图象与横轴的交点反映出电源 的短路电流。
物理图示法图像法解决物理试题试题类型及其解题技巧
物理图示法图像法解决物理试题试题类型及其解题技巧 一、图示法图像法解决物理试题 1．如图所示，质量相同的小球A 、B 通过质量不计的细杆相连接，紧靠竖直墙壁放置。由于轻微扰动，小球A 、B 分别沿水平地面和竖直墙面滑动，滑动过程中小球和杆始终在同一竖直平面内，当细杆与水平方向成37°角时，小球B 的速度大小为v ，重力加速度为g ，忽略一切摩擦和阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则 A ．小球A 的速度为 34 v B ．小球A 的速度为 43 v C ．细杆的长度为2 12564v g D ．细杆的长度为2 12536v g 【答案】AC 【解析】 【详解】 小球B 的速度为v 时，设小球A 的速度大小为v '，则有5337vcos v cos ?='?，解得： 3 4 v v '= ，A 正确，B 错误；两球下滑过程中系统的机械能守恒，即：()22 111sin 3722 mgL mv mv '-=+o ，解得：212564v L g =，C 正确，D 错误。 2．如图所示，质量为m 的小物体用不可伸长的轻细线悬挂在天花板上，处于静止状态.现对处于静止状态的物体施加一个大小为F 、与竖直方向夹角为θ的斜向上恒定拉力，平衡时细线与竖直方向的夹角为60o ；保持拉力大小和方向不变，仅将小物体的质量增为2m ，再次平衡时，细线与竖直方向的夹角为30o ，重力加速度为g ，则( )
A ．F mg = B ．32 F mg = C ．30θ=o D ．60θ=o 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】 以物体为研究对象，设平衡时绳子与竖直方向的夹角为α，受力情况如图所示： 当物体重力为mg 时，α=60°，根据正弦定理可得sin 60sin(18060)F mg θ=??-?-，即 sin 60sin(120) F mg θ=??-，当物体的重力为2mg 时，α=30°，根据正弦定理可得： sin 30sin(18030)F mg θ=??-?-，即sin 30sin(150) F mg θ=??-，联立解得：θ=60°，F =mg ； 所以A 、D 正确，B 、C 错误．故选AD ． 【点睛】 本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答． 3．物块B 套在倾斜杆上，并用轻绳绕过定滑轮与物块A 相连（定滑轮体积大小可忽略），今使物块B 沿杆由点M 匀速下滑到N 点，运动中连接A 、B 的轻绳始终保持绷紧状态，在下滑过程中，下列说法正确的是（ ） A ．物块A 的速率先变大后变小 B ．物块A 的速率先变小后变大
U—I图象的物理意义及其应用
U —I 图象的物理意义及其应用 用图象表示物理规律具有直观、形象、简便、具体等显著优点，运用图象分析讨论某些物理问题不仅可以避免公式法繁锁的数字计算，而且可以对物理概念和物理规律理解更加深刻。现对U —I 图象作出分析。 一、U —I 图象的物理意义 在电动势ε和内电阻r 固定的电源两端接一阻值为R 的纯电阻用电器，组成一闭合电路，如图1所示，若用U 表示闭合电路的路端电压，I 表示通过电源的电流强度，则有以下规律： U=IR ，U=ε－Ir 在U —I 坐标系上分别画出以上函数的图象，即直线OP 和AB ，如图2所示，这个图象包含的物理意义有： 1、截距：直线AB 在纵轴上的截距表示电源电动势ε， 在横轴上的截距表示短路电流I M =ε/r 2、斜率：直线OP 的斜率表示外电路电阻R ，直线AB 斜 率的负值表示电源的内电阻r 。 3、交点：直线OP 和AB 的交点为C ，其横坐标值表示这 时闭合电路的电流强度I 1，纵坐标值表示这时的路端电压或外电路两端的电压U 1，图中CD 值表示这时电源的内电压U r 。 4、面积：矩形DI 1OA 的面积S 1的数值表示这时电源的总功率，矩形CI 1OU 1的面积S 2 的数值表示这时电源的输出功率，两块面积之差ΔS=（S 1－S 2）的数值表示这时电源内部发热消耗的功率，两块面积之比S 2∶S 1的数值表示这时电源的效率。 二、U —I 图象的应用 1、分析物理量的变化规律 (1)路端电压、电流强度随外电阻的变化规律 图 1 ε 1 M 图2
直线OP 的斜率表示闭合电路外电阻的阻值R ，当外电阻R 增大时，直线OP 与直线AB 的交点C 将沿BA 线向A 靠近，从图2可知，交点C 的横坐标变小，而纵坐标变大，这就直观地说明了“路端电压随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小；电流强度随外电阻的增大而减小，随外电阻的减小而增大”这一规律，当R →∞时，OP 与纵轴重合，C 点与A 点重合，显而易见，此时外电路断开，I 变为零，路端电压变至最大为U=ε；反之，当R →0时，直线OP 与横轴无限地靠近，I →I M ，U →0。 (2)电源输出功率随外电阻的变化规律。 电源的输出功率可用图3中画斜线的矩形面积来表示，当外电阻R 由零逐渐增至无限大时，不难看出这块面积先由小变大，再由大变小，这表示在变化中存在最大值，根据数学知识不难知道，当直线OP 与直线AB 交点C 取AB 中点时，矩形面积最大，此时I=I M /2=ε/2r ，U=ε/2，对应的外 电阻R=U/I=r ，电源的最大输出功率P max =UI=ε2/4r 。从而得到“当外电路的电阻R 等于电源的内阻r 时，电源的输出功率最大，为ε2/4r 这一规律。 (3)电源的效率随外电阻的变化规律 电源的效率可用图2中矩形CI 1OU 1的面积和矩形DI 1OA 的面积之比来表示，当外电阻R 由零逐渐增大时，由图4不难看出两块面积之比在增大。当R= r 时，表示电源输出功率的矩形面积是表示电源总功率的矩形面积的一半。因此，这时电源的效率为50%。从而得到了“电源效率随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小。当外电阻R 等于内电阻r 时，电源的效率为50%”这一规律。 2、分析实验误差 (1)伏安法测电阻的实验误差 用伏安法测电阻，由于电表内阻存在，不可避免地改变了电路本身，这就给测量结果带来了误差。现用U —I 图象 εU M 图3 1 M 3(R< r) 3 图4
高中物理图像法解题方法专题指导
高中物理图像法解题方法专题指导 一、方法简介 图像法是根据题意把抽像复杂的物理过程有针对性地表示成物理图像，将物理量间的代数关系转变为几何关系，运用图像直观、形像、简明的特点,来分析解决物理问题,由此达到化难为易、化繁为简的目的. 高中物理学习中涉及大量的图像问题，运用图像解题是一种重要的解题方法．在运用图像解题的过程中,如果能分析有关图像所表达的物理意义,抓住图像的斜率、截距、交点、面积、临界点等几个要点,常常就可以方便、简明、快捷地解题. 二、典型应用 1.把握图像斜率的物理意义 在v-ｔ图像中斜率表示物体运动的加速度,在s－t图像中斜率表示物体运动的速度，在U-Ｉ图像中斜率表示电学元件的电阻，不同的物理图像斜率的物理意义不同. 2.抓住截距的隐含条件 图像中图线与纵、横轴的截距是另一个值得关注的地方,常常是题目中的隐含条件. 例1、在测电池的电动势和内电阻的实验中，根据得出 的一组数据作出Ｕ-I图像,如图所示,由图像得出电池的 电动势E＝＿＿_＿__ V，内电阻ｒ=＿_＿＿＿＿_ Ω. 3．挖掘交点的潜在含意 一般物理图像的交点都有潜在的物理含意,解题中 往往又是一个重要的条件,需要我们多加关注．如:两个物体的位移图像的交点表示两个物体“相遇”． 例２、Ａ、Ｂ两汽车站相距6０ kｍ，从A站每隔10 mｉｎ向B站开出一辆汽车，行驶速度为６０ km／h．（1)如果在A站第一辆汽车开出时，B站也有一辆汽车以同样大小的速度开往A站,问B站汽车在行驶途中能遇到几辆从Ａ站开出的汽车?(２)如果B站汽车与Ａ站另一辆汽车同时开出,要使B站汽车在途中遇到从A站开出的车数最多,那么Ｂ站汽车至少应在A站第一辆车开出多长时间后出发(即应与A站第几辆车同时开出）?最多在途中能遇到几辆车?(3）如果B站汽车与Ａ站汽车不同时开出,那么B站汽车在行驶途中又最多能遇到几辆车? 例３、如图是额定电压为100伏的灯泡由实验得到的伏安 特曲线,则此灯泡的额定功率为多大?若将规格是“１０0 v、 1０0 Ｗ”的定值电阻与此灯泡串联接在10０v的电压上,设 定值电阻的阻值不随温度而变化，则此灯泡消耗的实际功率为 多大？ 4.明确面积的物理意义
高中物理图像法解决物理试题解题技巧(超强)及练习题
高中物理图像法解决物理试题解题技巧(超强)及练习题 一、图像法解决物理试题 1．如图所示，分别为汽车甲的位移-时间图象和汽车乙的速度-时间图象，则( ) A ．甲的加速度大小为25/m s B ．乙的加速度大小为25/m s C ．甲在4s 内的位移大小为40 m D ．乙在4 s 内的位移大小为20 m 【答案】B 【解析】 A 、在x t -图象中，斜率表示速度，由图象可知：甲做匀速直线运动，加速度为0，故A 错误； B 、在速度-时间图象中，斜率表示加速度，乙的加速度大小为 a 2220/5/4 v a m s m s t = ==，故B 正确； C 、甲在4s 内的位移大小为20020x m m =-=，故C 错误； D 、由v t -图象与时间轴围成的面积表示位移可知：乙在4s 内的位移大小为 204 402 x m m ?= =，故D 错误． 点睛：本题的关键要明确x t -图象与v t -图象的区别，知道v-t 图象的斜率表示加速度， x t -图象的斜率表示速度，两种图象不能混淆． 2．一质点t =0时刻从原点开始沿x 轴正方向做直线运动，其运动的v -t 图象如图所示．下列说法正确的是（ ） A ．t =4s 时，质点在x =1m 处 B ．t =3s 时，质点运动方向改变 C ．第3s 内和第4s 内，合力对质点做的功相同 D ．0~2s 内和0~4s 内，质点的平均速度相同 【答案】B
【解析】 【详解】 A 、0?4s 内质点的位移等于0?2s 的位移，为12 2m 3m 2 x += ?=，0t =时质点位于0x =处，则4s t =时，质点在3m x =处，故选项A 错误； B 、在2s-3s 内速度图象都在时间轴的上方，在3s-4s 内速度图象都在时间轴的下方，所以 3s t =时，质点运动方向改变，故选项B 正确； C 、第3s 内质点的速度减小，动能减小，合力做负功；第4s 内速度增大，动能增加，合力做正功，由动能定理知第3s 内和第4s 内，合力对质点做的功不等，故选项C 错误； D 、根据图象与坐标轴围成的面积表示位移，在时间轴上方的位移为正，下方的面积表示位移为负，则知0～2s 内和0～4s 内，质点的位移相同，但所用时间不同，则平均速度不同，故选项D 错误。 3．两个质点A 、B 放在同一水平面上，从同一位置沿相同方向做直线运动，其运动的v-t 图象如图所示.对A 、B 运动情况的分析，下列结论正确的是 A ．在6s 末，质点A 的加速度大于质点 B 的加速度 B ．在0-12s 时间内，质点A 的平均速度为 7 6 ms C ．质点A 在0－9s 时间内的位移大小等于质点B 在0－3s 时间内的位移大小 D ．在12s 末，A 、B 两质点相遇 【答案】A 【解析】 【详解】 A 、根据v-t 图象中图线的斜率表示加速度，斜率绝对值越大，加速度越大，可知质点A 在 6 s 末的加速度是 13 m/s 2，质点B 在6 s 时末的加速度是2431 a /1239B m s -= =-，所以A 的加速度较大，故A 正确； B 、在0～12s 时间内，质点A 的位移为1614 310.522 x m m m ?+= +?=，平均速度为10.57 //128 x v m s m s t = ==，故B 错误； C 、质点A 在0－9s 时间内的位移大小16 32 A x m m ?= =，质点B 在0－3s 时间内的位移
浅析高中物理解题中图像法的应用
浅析高中物理解题中图像法的应用 高中物理知识的深度和广度较初中来说都有所增加，学生普遍反映物理知识学习较为困难，因此，在物理教学时引入新颖又清晰明确的解题方法是帮助学生解决物理问题，提高学生学习兴趣和积极性的好方法。图像法是利用图像来描述物理问题，找到规律并解决问题，这也是一种能力，因此在平时教学过程中教师应当注重培养学生使用图像法解题的能力。文章围绕图像法在高中物理解题中的应用展开论述。 标签：高中物理；解题；图像法应用 一、图像法概述 所谓图像法是一种特殊形象的数学语言工具，可以利用图像表达各种现象的过程以及规律。在物理习题中通常需要数学运算，因此将这种数学语言工具引入物理解题教学是帮助简化物理问题的有效方法。使用图像法能够将文字叙述的物理定律转化为用图像描述，其中有许多种图像类型，如过程分析、模型分析、受力分析等图像形式，利用图像使抽象的物理问题更加形象化、使复杂问题简单化、静态问题动态化。这种方法的可取之处还在于它是利用物理知识与数学语言以及信息技术等多种学科技术结合得出的综合体，因此，图像法的教学不仅帮助学生解决了物理难题，还培养了学生的科学思维能力和综合素质。 二、图像法在物理解题中的应用 高中物理解题中所涉及到的图像法很多，下面介绍三种典型类型：一是线形图像。线形图像是利用数学中函数的性质，分为正负比例关系和一次函数关系两种。线形图像是物理解题中应用最为广泛的一种，可以帮助学生研究物理习题中的定性分析，也可以表示两个物理量之间的关系。例如：牛顿第二定律中，当m 一定时，其合外力F与加速度a成正比例关系，就可以用线形图像进行直观的表示。二是抛物线形图像。抛物线图像是高中阶段接触的数学语言，主要用于平抛运动的轨迹以及匀变速运动等，在高中物理习题中，大多数用于对定性物理量的研究。例如：物理学中v-t图像抛物线的应用。三是正、余弦图像。使用正弦或余弦图像来解决物理问题主要是用于处理带有波动性质的图像，且具有一定的周期性质。正、余弦图像主要应用在关于力学的物理习题解答中，例如：在机械运动和机械波、交流电与变流点和电磁震荡与电磁波中的物理习题都能够利用正、余弦图像找到相关的的特征量，进而解答问题。 三、图像法在物理解题中的意义 首先，利用图像法能够形象地将解题过程化繁为简。利用图像法能够直观地表现出各物理量之间的关系，将抽象的文字叙述变得更加形象生动，还能够利用图像简化解题过程，使思路清晰一目了然，因此在解题过程中是一种较为灵活的方法，广受师生的喜爱。其次，图像法能够帮助掌握变化规律。利用图像法可以
高中奥林匹克物理竞赛解题方法 10图像法
高中奥林匹克物理竞赛解题方法 十、图像法 方法简介 图像法是根据题意把抽象复杂的物理过程有针对性地表示成物理图像，将物理量间的代数关系转变为几何关系，运用图像直观、形象、简明的特点，来分析解决物理问题，由此达到化难为易，化繁为简的目的，图像法在处理某些运动问题，变力做功问题时是一种非常有效的方法。 赛题精讲 例1：一火车沿直线轨道从静止发出由A 地驶向B 地，并停止在B 地。AB 两地相距s ，火 车做加速运动时，其加速度最大为a 1，做减速运动时，其加速度的绝对值最大为a 2，由此可可以判断出该火车由A 到B 所需的最短时间为 。 解析：整个过程中火车先做匀加速运动，后做匀减速运动，加速度最大时，所用时间最短，分段运动可用图像法来解。 根据题意作v —t 图，如图11—1所示。 由图可得1 1t v a = vt t t v s t v a 21)(21212 2=+== 由①、②、③解得2 121)(2a a a a s t += 例2：两辆完全相同的汽车，沿水平直路一前一后匀速行驶，速度为v 0，若前车突然以恒定 的加速度刹车，在它刚停住时，后车以前车刹车时的加速度开始刹车。已知前车在刹车过程中所行的距离为s ，若要保证两辆车在上述情况中不相碰，则两车在做匀速行驶时保持的距离至少为 （ ） A ．s B ．2s C ．3s D ．4s 解析：物体做直线运动时，其位移可用速度——时间图像 中的面积来表示，故可用图像法做。 作两物体运动的v —t 图像如图11—2所示，前车发 生的位移s 为三角形v 0Ot 的面积，由于前后两车的刹车 加速度相同，根据对称性，后车发生的位移为梯形的面积 S ′=3S ，两车的位移之差应为不相碰时，两车匀速行驶 时保持的最小车距2s. 所以应选B 。 ① ② ③ 图11—2
高中物理图像法解决物理试题解题技巧和训练方法及练习题
高中物理图像法解决物理试题解题技巧和训练方法及练习题 一、图像法解决物理试题 1．甲乙两车在一平直道路上同向运动，其v ﹣t 图象如图所示，图中△OPQ 和△OQT 的面积分别为s 1和s 2（s 1＜s 2）．初始时，甲车在乙车前方s 0处．下列判断错误的是（ ） A ．若s 0＝s 1+s 2，两车不会相遇 B ．若s 0＜s 1，两车相遇2次 C ．若s 0＝s 1，两车相遇1次 D ．若s 0＝s 2，两车相遇1次 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 由图线可知：在T 时间内，甲车前进了s 2，乙车前进了s 1+s 2；在t =T 时，两车速度相同，若s 0=s 1+s 2，则s 0＞s 1，两车不会相遇，故A 正确；若s 0+s 2＜s 1+s 2，即s 0＜s 1，在T 时刻之前，乙车会超过甲车，但甲车速度增加的快，所以甲车还会超过乙车，则两车会相遇2次，故B 正确；若s 0=s 1，则s 0+s 2=s 1+s 2，即两车只能相遇一次，故C 正确．若s 0=s 2，由于s 1＜s 2，则s 1＜s 0，两车不会相遇，故D 错误；本题选错误的，故选D. 2．一质点t =0时刻从原点开始沿x 轴正方向做直线运动，其运动的v -t 图象如图所示．下列说法正确的是（ ） A ．t =4s 时，质点在x =1m 处 B ．t =3s 时，质点运动方向改变 C ．第3s 内和第4s 内，合力对质点做的功相同 D ．0~2s 内和0~4s 内，质点的平均速度相同 【答案】B 【解析】 【详解】 A 、0?4s 内质点的位移等于0?2s 的位移，为12 2m 3m 2 x += ?=，0t =时质点位于0x =处，则4s t =时，质点在3m x =处，故选项A 错误；
高考物理图示法图像法解决物理试题解题技巧及练习题含解析
高考物理图示法图像法解决物理试题解题技巧及练习题含解析 一、图示法图像法解决物理试题 1．如图所示，质量相同的小球A 、B 通过质量不计的细杆相连接，紧靠竖直墙壁放置。由于轻微扰动，小球A 、B 分别沿水平地面和竖直墙面滑动，滑动过程中小球和杆始终在同一竖直平面内，当细杆与水平方向成37°角时，小球B 的速度大小为v ，重力加速度为g ，忽略一切摩擦和阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则 A ．小球A 的速度为 34 v B ．小球A 的速度为 43 v C ．细杆的长度为2 12564v g D ．细杆的长度为2 12536v g 【答案】AC 【解析】 【详解】 小球B 的速度为v 时，设小球A 的速度大小为v '，则有5337vcos v cos ?='?，解得： 3 4 v v '= ，A 正确，B 错误；两球下滑过程中系统的机械能守恒，即：()22 111sin 3722 mgL mv mv '-=+o ，解得：212564v L g =，C 正确，D 错误。 2．如图所示，将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m 的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d.现将小环从与定滑轮等高的A 处由静止释放，当小环沿直杆下滑距离也为d 时（图中B 处），下列说法正确的是 A ．小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mg B ．小环到达B 处时，重物上升的高度也为d
C ．小环在B 处的速度与重物上升的速度大小之比等于 D ．小环在B 处的速度与重物上升的速度大小之比等于 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】 由题意，释放时小环向下加速运动，则重物将加速上升，对重物由牛顿第二定律可知绳中张力一定大于重力2mg ，所以A 正确；小环到达B 处时，重物上升的高度应为绳子缩短的长度，即2h d d ?= -，所以B 错误；根据题意，沿绳子方向的速度大小相等，将小环A 速度沿绳子方向与垂直于绳子方向正交分解应满足： A B v cos v θ=，即1 2A B v v cos θ ==，所以C 正确，D 错误． 【点睛】 应明确：①对与绳子牵连有关的问题，物体上的高度应等于绳子缩短的长度；②物体的实际速度即为合速度，应将物体速度沿绳子和垂直于绳子的方向正交分解，然后列出沿绳子方向速度相等的表达式即可求解． 3．如图所示，水平光滑长杆上套有一物块Q ，跨过悬挂于O 点的轻小光滑圆环的细线一端连接Q ，另一端悬挂一物块P ．设细线的左边部分与水平方向的夹角为θ，初始时θ很小．现将P 、Q 由静止同时释放．关于P 、Q 以后的运动下列说法正确的是 A ．当θ =60o时，P 、Q 的速度之比1：2 B ．当θ =90o时，Q 的速度最大 C ．当θ =90o时，Q 的速度为零 D ．当θ向90o增大的过程中Q 的合力一直增大 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】 A 、则Q 物块沿水平杆的速度为合速度对其按沿绳方向和垂直绳方向分解，P 、Q 用同一根绳连接，则Q 沿绳子方向的速度与P 的速度相等，则当θ =60°时，Q 的速度