高中物理解题技巧:图像法

合集下载

高考物理图像法解题技巧总结大全

高考物理图像法解题技巧总结大全

高考物理图像法解题技巧总结大全高考物理图像法解题技巧高考物理必背知识点高考物理考试注意事项高考物理图像法解题技巧一、方法简介图像法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.【解析】电源的U-I图像是经常碰到的,由图线与纵轴的截距容易得出电动势E=1.5 V,图线与横轴的截距0.6 A是路端电压为0.80伏特时的电流,(学生在这里常犯的错误是把图线与横轴的截距0.6 A当作短路电流,而得出r=E/I短=2.5Ω 的错误结论.)故电源的内阻为:r=△U/△I=1.2Ω3.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?【解析】依题意在同一坐标系中作出分别从A、B站由不同时刻开出的汽车做匀速运动的s一t图像,如图所示.从图中可一目了然地看出:(1)当B站汽车与A站第一辆汽车同时相向开出时,B站汽车的s一t图线CD与A站汽车的s-t图线有6个交点(不包括在t轴上的交点),这表明B站汽车在途中(不包括在站上)能遇到6辆从A站开出的汽车.(2)要使B站汽车在途中遇到的车最多,它至少应在A站第一辆车开出50 min后出发,即应与A站第6辆车同时开出此时对应B站汽车的s—t图线MN与A站汽车的s一t图线共有11个交点(不包括t轴上的交点),所以B站汽车在途中(不包括在站上)最多能遇到1l辆从A站开出的车.(3)如果B站汽车与A站汽车不同时开出,则B站汽车的s-t 图线(如图中的直线PQ)与A站汽车的s-t图线最多可有12个交点,所以B站汽车在途中最多能遇到12辆车.4.明确面积的物理意义利用图像的面积所代表的物理意义解题,往往带有一定的综合性,常和斜率的物理意义结合起来,其中v一t图像中图线下的面积代表质点运动的位移是最基本也是运用得最多的.例4、在光滑的水平面上有一静止的物体,现以水平恒力甲推这一物体,作用一段时间后,换成相反方向的水平恒力乙推这一物体.当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时,物体恰好回到原处,此时物体的动能为32 J.则在整个过程中,恒力甲做功等于多少?恒力乙做功等于多少?【解析】这是一道较好的力学综合题,涉及运动、力、功能关系的问题.粗看物理情景并不复杂,但题意直接给的条件不多,只能深挖题中隐含的条件.下图表达出了整个物理过程,可以从牛顿运动定律、运动学、图像等多个角度解出,应用图像方法,简单、直观.作出速度一时间图像(如图a所示),位移为速度图线与时间轴所夹的面积,依题意,总位移为零,即△0AE的面积与△EBC 面积相等,由几何知识可知△ADC的面积与△ADB面积相等,故△0AB的面积与△DCB面积相等(如图b所示).即:(v1×2t0)= v2t0解得:v2=2v1由题意知, mv22=32J,故 mv12=8J,根据动能定理有W1= mv12=8J, W2= m(v22-v12)=24J5.寻找图中的临界条件物理问题常涉及到许多临界状态,其临界条件常反映在图中,寻找图中的临界条件,可以使物理情景变得清晰.例5、从地面上以初速度2v0竖直上抛一物体A,相隔△t时间后又以初速度v0从地面上竖直上抛另一物体B,要使A、B 能在空中相遇,则△t应满足什么条件?【解析】在同一坐标系中作两物体做竖直上抛运动的s-t图像,如图.要A、B在空中相遇,必须使两者相对于抛出点的位移相等,即要求A、B图线必须相交,据此可从图中很快看出:物体B最早抛出时的临界情形是物体B落地时恰好与A相遇;物体B最迟抛出时的临界情形是物体B抛出时恰好与A相遇.故要使A、B能在空中相遇,△t应满足的条件为:2v0/g<△t<4v0/g通过以上讨论可以看到,图像的内涵丰富,综合性比较强,而表达却非常简明,是物理学习中数、形、意的完美统一,体现着对物理问题的深刻理解.运用图像解题不仅仅是一种解题方法,也是一个感悟物理的简洁美的过程.6.把握图像的物理意义例6、如图所示,一宽40 cm的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里.一边长为20 cm的正方形导线框位于纸面内,以垂直于磁场边界的恒定速度v=20 cm/s通过磁场区域,在运动过程中,线框有一边始终与磁场区域的边界平行.取它刚进入磁场的时刻t=0,在下列图线中,正确反映感应电流随时问变化规律的是【解析】可将切割磁感应线的导体等效为电源按闭合电路来考虑,也可以直接用法拉第电磁感应定律按闭合电路来考虑.当导线框部分进入磁场时,有恒定的感应电流,当整体全部进入磁场时,无感应电流,当导线框部分离开磁场时,又能产生相反方向的感应电流.所以应选C>>>高考物理必背知识点1、大的物体不一定不能看成质点,小的物体不一定能看成质点。

高中物理解题技巧:图像法

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。

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。

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

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1.问题:一个球从斜面上下滚动,求滚动过程中球心的加速度。

解题方法:通过绘制球在不同位置的速度矢量图,可以发现球心的加速度大小恒定为g*sinθ,方向沿斜面向下。

2.问题:一个火箭垂直向上发射,求其高度和速度随时间的变化关系。

解题方法:绘制高度-时间和速度-时间图像,根据火箭发射时的初速度和加速度,分析其运动状态。

3.问题:一个物体从高处自由落下,求其下落时间和落地时的速度。

解题方法:通过绘制速度-时间图,找到物体的初速度和加速度,并利用运动学公式求解。

4.问题:两个弹簧同时用力拉伸,求弹簧的合力和合力的方向。

解题方法:绘制拉伸弹簧的位移-力图,根据弹簧的弹性系数和拉伸量求解合力大小和方向。

5.问题:一个半径为R的圆盘在水平桌面上绕自身垂直轴心旋转,求其角速度和角加速度。

解题方法:通过绘制角速度-时间和角加速度-时间图像,利用旋转的基本关系式求解。

6.问题:一个抛体做匀速圆周运动,求其速度和加速度的大小。

解题方法:绘制速度-时间和加速度-时间图像,根据圆周运动的特点求解。

7.问题:一个光滑水平桌面上有一个质量为m的物体,另一边有一个质量为2m的物体,求两个物体之间的摩擦力。

解题方法:绘制摩擦力-加速度图像,根据牛顿第二定律和摩擦力公式求解。

8.问题:一个光滑水平桌面上有一个质量为m的物体,通过绳子连接一个质量为2m的物体,求系统的加速度。

解题方法:绘制受力-加速度图像,根据牛顿第二定律和受力平衡条件求解。

9.问题:一个光滑水平桌面上有一个质量为m的物体,与墙面接触,求物体受到的压力大小和方向。

解题方法:绘制压力-受力图像,根据受力平衡条件和压力的定义求解。

10.问题:一个电流为I的导线在磁场中受到力F,求导线的长度和磁场的大小。

解题方法:绘制力-电流图像,利用洛伦兹力公式和导线长度的关系求解。

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

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.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5ΩB .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0.3WD .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 1.55ΩΩ0.33r -== 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 IU≈0.125VI≈0.28A所以,小灯泡的功率为:==⨯≈P UI0.1250.28W0.035WC错误;D.回路中的总功率为:==⨯≈1.50.28W0.42WP EI总D正确。

故选D。

2.甲、乙两车在同一平直公路上同地同时同向出发,甲、乙的速度v随时间t的变化如图所示,设0时刻出发,t1时刻二者速度相等,t2时刻二者相遇且速度相等。

下列关于甲、乙运动的说法正确的是()A.在0〜t2时间内二者的平均速度相等B.t1〜t2在时间内二者的平均速度相等C.t1〜t2在时间内乙在甲的前面D.在t1时刻甲和乙的加速度相等【答案】A【解析】【详解】A.甲、乙两车在同一平直公路上同地同时同向出发,0时刻出发,t2时刻二者相遇,则0〜t2时间内二者的位移相同,0〜t2时间内二者的平均速度相等。

故A项正确;B.v-t图象与时间轴围成面积表对应时间内的位移,则t1〜t2时间内乙的位移大于甲的位移,t1〜t2时间内乙的平均速度大于甲的平均速度。

高中物理图象问题分析

高中物理图象问题分析

高中物理图象问题分析物理图象是物理学中重要的工具之一,它可以直观地表达物理规律和现象,帮助学生更好地理解物理概念和公式。

在高中物理中,图象问题也是学生必须面对的一个重要问题。

本文将从以下几个方面对高中物理图象问题进行深入分析。

一、掌握图象的基本要素要解决物理图象问题,首先需要掌握图象的基本要素。

物理图象通常包括横轴和纵轴,以及所描绘的曲线或数据点。

在分析图象时,要明确横轴和纵轴分别代表什么物理量,曲线的形状和趋势又代表了什么物理规律或现象。

还要注意图象中的标尺和单位,以及图象中的注释和说明。

二、识别常见的物理图象在高中物理中,常见的物理图象包括s-t图、v-t图、a-t图、b-q 图等。

每种图象都有其特定的物理意义和用途。

例如,s-t图可以用来表示物体在一段时间内的位移或路程,v-t图可以用来表示物体在一段时间内的速度变化等。

在解决图象问题时,要识别出对应的物理图象,并根据图象的特征和规律进行分析。

三、分析图象中的信息和规律物理图象中往往蕴含着大量的物理信息和规律。

在分析图象时,要通过观察和思考,发现图象中的信息,如曲线的形状、趋势、交点等,并尝试从中总结出物理规律。

例如,在v-t图中,可以通过观察曲线的形状和趋势,得出物体的运动状态和加速度等物理量;在a-t图中,可以通过观察曲线的形状和趋势,得出物体的加速度变化规律等。

四、运用图象解决问题运用物理图象可以解决一系列问题,例如求解物体的位移、速度、加速度等物理量,判断物体的运动状态和规律等。

在运用图象解决问题时,首先要根据问题的要求,选择合适的物理图象进行描绘;然后根据图象的特征和规律进行分析,得出问题的答案。

例如,在求解物体的位移时,可以通过s-t图的曲线面积来求解;在判断物体的运动状态时,可以通过v-t图的曲线形状来判断等。

高中物理图象问题需要学生掌握图象的基本要素,识别常见的物理图象,分析图象中的信息和规律,并运用图象解决问题。

通过这些步骤的分析和思考,学生可以更好地理解物理概念和公式,提高解题能力和思维水平。

物理运动图像题求解方法讨论

物理运动图像题求解方法讨论

®I教师手记物理运动图像题求解方法讨论◎吴京在高考物理中,与运动相关的图像题是必考点。

这些图 像题本身,既是对物理过程的直观化描述,又是反映物理动 态变化的逻辑关系,成为研究物理问题重要的参考工具。

本 文结合运动图像题,就其特点、性质、解题方法进行梳理,为提升学生物理解题能力奠定基础。

一、 植理主要运动图像形式,把握解题要点万物皆处于运动中,对运动图像题的求解,需要梳理 高中阶段主要的运动形式。

常见形式有匀加速直线运动和匀 减速直线运动,前者的速度越来越大,后者的速度越来越 小,所受的合外力是恒定的。

还有抛体运动形式:如平抛运 动,初速度不为零,受水平方向外力作用下,整个运动过程 尽受重力作用;斜抛运动中,初速度不为零,速度方向与水 平方向呈一定夹角,且只受重力作用;竖直向上、或向下抛 体运动,初速度不为零,速度方向与水平方向垂直,仅受重 力作用。

另外,初速为零,自由落体运动,运动过程仅受重 力作用。

圆周运动,其轨迹为圆.受合外力恒定,但方向始终指向圆心。

简谐运动,整r个运动过程仅受回复力作用,回复力与位移j有关,力的方向指向平衡位置以某选择题e为例,-质点做直线运动.速率与位移关系0为沿零点出发的一条射线0B。

如图所示。

针对该质点的运 动说法正确的是?A为匀加速直线运动;B为阍像斜率为质 点加速度;C为四边形AA’B’B的面积表示运动时间;D为四 边形BB’C'C面积为质点时间。

分析该图像,先要观察坐标 轴的物理意义,斜率代表什么,图像与坐标轴所围面积为何 意?从题设中,该射线表示为丨与x图像.纵轴表示速度的倒数,横轴表示位移X,根据射线斜率,说明丨与x成正比,即斜率为;可知斜率为恒量,速度值v增大,但x却减少,一定不是匀加速运动。

对于围合面积的分析。

从所得面积计 算中可知为从点C到点C•的时间。

二、 分析运动图像的性质,厘清解题思路从运动图像分类来看,主要由速度与时间、位移与时 间两类c前者在高考中,除了考查运动知识外,还会结合做 功、受力等条件,探析整个运动过程某些物理量的变化。

高中物理解题过程中的常用技巧与方法归纳

高中物理解题过程中的常用技巧与方法归纳

高中物理解题过程中的常用技巧与方法归纳◆石作青(山东青岛市胶州市实验中学)【摘要】物理是非常重要的一门课程,可有效锻炼学生的思维和推理能力。

但是,高中物理已经具备了一定的难度,需要掌握解决问题的技巧和方式。

因此,针对高中物理解题过程中的常用技巧与方法做出了进一步探究,对各项解题技巧和方式给出了详细的分析。

【关键词】高中物理解题过程解题技巧高中物理的知识内容的难度,与学生以往学习阶段进行比较,有明显的提升。

学习高中物理,学生不但需要掌握牢固的知识基础,还需要具备一定的解题技巧,更加深入地对物理知识进行学习。

因此,在日常授课的过程中,教师要针对学生的学习情况,引导学生开拓思路,掌握常用的解题技巧,并对解题的方式进行总结。

这将有益于提升学生的解题效率,提高学习效果。

一、正向和逆向的解题技巧在解决物理问题的过程中,很多学生经常使用的解题方式是正向解题法,其解题的原理为结合物理过程的发展形式,对其中的问题进行细致分析。

尽管这样的解题思维起到了良好的效果,但并不是所有的题目都适合应用正向思维,有时,应用逆向思维可以降低题目的难度。

突破固有的思维模式,有益于学生更好的解题。

例如此题,一物体以4m/s2的加速做匀减速直线运动直到停止,求物体停止前的第2s内通过的路程。

如果学生依照正向思维分析,会感觉缺少条件,解题遇到阻碍,不能进行下一步的分析。

但是,应用逆向思维进行分析,可将物体看成从静止开始做加速度为4m/s2的匀加速运动,它在第二秒内通过的路程与题目所求的物体在静止前的第二秒内通过的路程相等。

则s=a t22/2-a t12/2=4×22/2-4×12/2=6m。

二、图像解题法在高中物理的解题过程中,图像法是非常普遍的解题方式之一。

简单来说,应用图像法就是在对题意有充分的理解基础上,深入分析题目中的每个要素,并利图像将其直观的展现出来。

此外,还要将题目当中涵盖的公式、几何关系等表示出来。

高中物理图示法图像法解决物理试题解题技巧及练习题

高中物理图示法图像法解决物理试题解题技巧及练习题

高中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.质量为2kg 的物体(可视为质点)在水平外力F 的作用下,从t=0开始在平面直角坐标系xOy(未画出)所决定的光滑水平面内运动.运动过程中,x 方向的x-t 图象如图甲所示,y 方向的v-t 图象如图乙所示.则下列说法正确的是( )A .t=0时刻,物体的速度大小为10m/sB .物体初速度方向与外力F 的方向垂直C .物体所受外力F 的大小为5ND .2s 末,外力F 的功率大小为25W【答案】CD【解析】【详解】由图甲图得到物体在x 方向做匀速直线运动,速度大小为10/ 2.5/4x x v m s m s t ==V V =,t=0时刻,y 方向物体的分速度为v y =10m/s ,物体的速度大小为v=22 x yv v +>10m/s .故A 错误.物体在x 方向做匀速直线运动,合力为零,y 方向做匀减速直线运动,合力沿-y 轴方向,而物体的初速度不在x 轴方向,所以物体的初速度方向和外力的方向并不垂直.故B 错误.由乙图的斜率等于加速度,得到物体的加速度大小为22100/ 2.5/4v a m s m s t -===V V ,所受外力F 的大小为F=ma=5N .故C 正确.2s 末,外力的功率P=Fv y =5×5W=25W .故D 正确.故选CD .【点睛】 本题知道x 、y 两个方向的分运动,运用运动的合成法求解合运动的情况.对于位移图象与速度图象的斜率意义不同,不能混淆:位移图象的斜率等于速度,而速度图象的斜率等于加速度.2.某电场是由平面内两个相同的点电荷产生的,其中一个点电荷固定不动且到P 点的距离为d ,另一个点电荷以恒定的速率在该平面内绕P 点做匀速圆周运动,P 点的电场强度大小随时间变化的图象如图所示,图线AC 段与CE 段关于直线t =t 0对称,若撤去运动点电荷,测得P 点场强大小为E 0,已知E A =E E =E 0,E B =E D =E 0,E C =0,静电力常量为k ,不考虑磁场因素,则下列说法正确的是( )A .运动电荷做匀速圆周运动的半径为2dB ..运动电荷的速率为02d t πC .0~023t 时间内,运动电荷的位移大小为3d π D .0~023t 时间内,运动电荷的位移大小为d 【答案】BD【解析】由图像可知t=t 0时P 点的场强为零,说明另一点电荷在P 点右侧距离为d 的位置;当t=0和t=2t 0时,P 点的场强为02E ,可知另一电荷在与QP 垂直,且距离P 点d 的位置,则运动电荷做匀速圆周运动的半径为d ,选项A 错误;粒子运动的速率为02dv t π=,选项B错误;0~023t 时间内,运动电荷运动的弧长002233t d d x vt t ππ==⨯=,转过的角度为3π ,则位移大小为d,选项D 正确,C 错误;故选BD.点睛:本题考查的是电荷的叠加问题,题目的难点在于有一个电荷是运动的,导致p 点的合场强在不断的变化,根据图中的已知条件来计算场强的大小和速度的大小.3.如图所示,一轻绳通过小定滑轮O 与小球B 连接,另一端与套在竖直杆上的小物块A 连接,杆固定且足够长。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

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)

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
测在不同电压下通过小电珠的电流,作U-I图象,得到的是一条曲线,通过对图线“形”的分析可得:在实际情况下,小电珠的电阻随着温度的变化而发生了变化。

由图象的形状应能看物理过程的特征,特别要关注截距、斜率、图线所围面积、两图线交点等。

很多情况下,写物理量的解析式与图象进行对照,将有助于对图象物理意义的理解。

本文通过巧用图象解物理问题,以求予读者点滴启发。

例1一辆汽车在恒定功率牵引下,要平直的公路上由静止发,在4min的时间内行驶了1800m,则4min末的汽车速度()
A、等于7.5m/s
B、大于7.5m/s
C、等于15m/s
D、小于15m/s
解析:汽车在恒定功率牵引下做加速度越越小的加速直线运动,如图6图线1所示;如果让汽车从静止开始做匀加速直线运动,并且在4min的时间内行驶1800m的位移,那么当图面积1和面积2相等时,则汽车在4min末的速度为。

从图可知汽车速度小于15m/s。

若汽车做匀速直线运动,并且在4min的时间内行驶1800m,如图7所示,那么汽车
在4min末速度为,从图可知,汽车速度大于7.5m/s。

故本题正确选项为B、D。

例2一只蜗牛从地面开始沿竖直电线杆上爬,
它上爬的速度v与它离地面的高度h之间满足的关系
是。

其常数l=20cm,v0=2cm/s。

求它上爬20cm
所用的时间。

解析:因蜗牛运动的时间是由每一小段时间累加而成。

即,故可作图象。

利用图象面积可得时间t。

由,得
,故图象为一条直线,如图8所示。

图阴影部分面积即为所求的时
间,即。

代入数据得t=15s。

例3锤子打击木桩,如果锤每次以相同的动能打击木桩,而且每次均有80﹪的能量传给木桩,且木桩所受阻力F f与插入深度成正比,试求木桩每次打入的深度比。

若第一次打击使木桩插入了全长的1/3,那么木桩全部插入必须锤击多少次?
解析:该题木桩受到的阻力F f为变力,且与位
移成正比。

我们可以作如图9所示的F f-图象,用
“面积法”可以求解该题。

因为图“面积”S1、
S2……表示1次、2次……锤子击木桩克服阻力做
的功,数值上等于锤传给木桩的能量为W0。

根据相
似三角形面积与边的平方成正比,有。

则。

每次打入深度,故木桩每次被打入的深度比为。

由上述比例关系,
可知,
,n=9次。

例4试证明正弦交流电的有效值I与最大值之间的关系为。

解析:在阶段,正弦交流电的有效值I与最大值I m之间的关系是不加证明直接给的,若要得为一关系,就要从有效值的定义入手,通过定积分求得,这显然超了的
要求。

有没有可利用的数知识导这一关系呢?由功率与电压、电流关系,得。

作如图10所示的P-t图
象,用“面积法”可以很巧妙
地证明。

由于P-t的图象曲线与时
间轴所包围的面积表示交流电
在一个周期内产生的热量。

利用“移峰填
谷”,将阴影部分截下,倒过填在“谷”里,可以看:曲线与时间轴t包围的面积正好等于高为,宽为T的矩
形面积。

根据交流电有效值的定义,得,则。

例5如图11所示,有一劲度系数为的轻弹簧左端与竖直墙连接,右端有水平力F 拉动弹簧使弹簧从原长缓慢伸长0。

求这一过程水平力F所做的功。

解析:弹簧缓慢伸长,可认为等于弹簧的弹力,即,为弹簧的伸长量。

可见,弹簧的弹力是随位移变化的变力。

作F-图线,如图12所示,图三角形的面积表示弹簧







的过程水平力所做的功,由几何关系可知。

由功能关系可知弹簧的弹性势能将增加,弹簧伸长0时弹性势能为。

例6有一平行板电容器,其电容为C,当两板间电压为U0时,电容器具有多少电能?
解析:电容器充电过程是两板上电量和电压增加的过程,电容器所带电量与两板电
压的关系为,作Q-U图象,如图13所示,图三角形面积表示在充电过程电对电
容器所做的功,即为电容器所储存的电能,由数知识可知。

例7如图14所示,一长度为L的导体棒AB
要磁感应强度为B的匀强磁场绕端点A以角速度ω
做匀速转动,已知导体棒运动的平面与磁感线垂直,
求转动过程导体两端的电势差U AB。

解析:由于导体棒上各点的线速度不同,因此
不能直接用公式计算。

在导体棒上任取一点C,设
AC=,C点的线速度为。

作v-图象,如图15
所示,由公式可知,图线与坐标轴围三角
形的面积与磁感应强度B的乘积表示感应
电动势,则。

.



应提倡解析法与图象法的有机结合。

这是因为数与形虽是反映事物间关系的两种不同形式,但数与形又是统一的,它们都可以用描述物理变化的规律。

两种形式之间是可以相
互补充、相互转化的,数缺形时少直观;形少数时难入微。

相关文档
最新文档