浅析高中物理图象问题的解题方法.pdf

中学物理 V o 1 2 8 N o 2 3 2 0 l 0年 l 2月 浅 析 高 中 物 理图 象 问 题 的 解 题 方 法 吴 海 天 坶 徐州市第一中学江苏 徐州2 2 2 1 0 3 物理图象在物理问题的研究中占有重要的地位 物理 图象能直观 形象地表达各种物理过程和物理规律 图象问 题在高中物理习题中很常见 图象法是教学中一种重要的方 法 近几年的高考试卷中图象类问题是考察的热点 下面笔 者结合 自己的教学实践谈谈 如何 解决图象问题 1 充分理解 挖掘 图象中反映的信息 物理图象不仅能够直接反映物理量的大小 方向 图线 的斜率 图线和坐标 轴围成 的面积 也都有 特定 的物理 意义 在解决图象问题中要充分理解图象反映的信息 挖掘图象中 隐含的条件 例 l 一辆汽车在平 直的 公路上 以某 一初速 度运 动 运 动过程 中保持 恒定的牵引功 率 其加速度 口和 速度 的倒数 O 1 图象如 图 1 所示 若 已知 一 2 汽车的质 量 则根 据 图 象所给 的信 息 不能求 出的物理量是 l al m S 0 05 一 图1 吾 s A 汽车的功 率 B 汽车行驶的最大速度 C 汽车所受到阻力 D 汽车运动 到最 大速度所 需的 时间 1 解析 由图象可知 最小值为0 0 5 m s 故速度最 U 大值为 2 0 m s B正确 n r 设某 时刻速度为 则 口 r 一上 U H f L n 由表达 式 可知 图线 的斜 率 为 4 0 纵 轴 的截 距 为 H l f 一 一2 已知汽车的质量故可求出汽车的功率和汽车受 到的阻力 A C正确 所以此题选 D 例 2 一 个行 星探测 器从 所探 测的行 星表 面竖直升 空 控测 器的质量 为 1 5 0 0 发动机推 力恒 定 发 射升 空后 9 S 末 发动机停止工作 图 2是从探 测 器发 射到 落回行 星表 面 的速度图象 已知该行星表 面没有大气 并且不考虑控测器 总质量的变化 求 1 探测器上升达到的最大高度 H 2 发动机正常工作时的推力 F的大小 3 探测器发射后经多长时间落回行星表面 解析 由图2可知 一t 图线为一条直线 所以探测器 在0 9 S 内匀加速上升 上升的最大速度为6 4 m s 9 2 5 S 内匀减速上升 2 5 s 以后匀加速下落 直到落地 1 图线与时间轴围成的面积表示物体运动的位移 在 0 2 5 S 由面积可得探测器上升的最大高度为 H 2 5 x 一6 4 m 8 0 0 m 2 探测器 9 2 5 S内只受重力 其运动的加速度为重 力加速度 由图线的斜率 可得 g s 2 s 2 1 6 m 4 m 一 在 0 9 S 内 由图线的斜率可得 n 一 6 4 S 2 7 1 s 2 9 m r n 1 一 l 由牛顿第二定律得 F mg 贝 0 F 优 g a 1 5 0 0 1 1 1 N 1 6 7 1 0 N 3 探测器下落过程为自由落体运动 探测器自由下落 的 时间为 t 3 则 H 1 23 可得 t 3 2 0 s 故探测器发射后 到落地 所经 历的时间为 t t t 2 t 3 9 S 1 6 S 2 0 S 4 5 S 2 建立物理量 间的函数关系式解决 问题 例 3 按 图 3 用玩 具手枪 做射 击 实 验 先在 竖直放 置的靶上建 立平 面直角 坐 标 系 轴沿水平方向 实验时 保持枪管 水平 每次射击 子弹射 出枪 口的速度大 小均相 同且枪 口的位置不变 第 1 次射 击 枪 口对准坐标原点 且 枪 口与 0 点的连 图3 线垂直于 G 平面 第2次射击 枪口对准 d处 第3次 射击 枪口对准 2 d处 第6次射击 枪口对准 5 d 处 实验后 用光滑的曲线将靶上 的这 6个弹孔连接 起来 则 这条曲线的形状可能是图4中的哪一个 A B C D 图4 解析 设枪口到靶的垂直距离为 L L为定值 子弹速 度为 某次枪口对准横坐标为 处 则子弹下落的时间为 L2 2 4 7 2 0 1 0年 1 2 月 Vo 1 2 8 N o 2 3 中学物理 下落高度 1 g L Z 1 g 寺 2 Y与 的函数关系与数学函数Y 甜 c中 的z函数 关系相对应 图象为开口向下的半抛物线 所以A正确 例 4 如 图 5 所示 q 4 75 Y轴的 导体棒 以速度 向右匀速直线运动 经过半径为 R 磁 感应 强度 为 B 的 圆 形匀强磁场区域 导体棒 中的感应电 动势 E与导体棒位置2关系的图象是 A B 圈6 解析 设导体棒在匀强磁场 中的有效长度为 L 则感应电动势 E B L v 某时刻 L与2的函数关 系式可根据图 7 所示建立 AD OB R 面 尺 一 面 号 由勾股定理得 U 0 7 5 V I 1 A 图 9 例 6 某物理兴趣小组的同学想用如图 1 0甲所示的电 路探 究一种热敏 电阻的温度特性 图 7 R R一 等 得 面 E 2 I R B 与数学函数 关系式与 l 相对 应 因 为E 0 所 以图象为半椭圆 故 A正确 3 构 建新 的图线结 合已有 图线解决问题 例 5 如 图 8所示为小灯泡的 U J图线 若将该小灯 泡与一节电动势 E 1 5 V 内阻 r 0 7 5 Q的干电池组成 闭合 电路 时 电源的 总功率和 小灯泡的 实际电功 率分别接 近 以 下哪 一 组 数 据 l 氏 图8 A 1 5 W 1 0 W B 0 7 5 W 0 5 W C 0 7 5 W 0 7 5 W D 1 5 W 0 7 5 W 解析 设接入电源后小灯泡此时两端的电压为 U 流 过小灯泡的电流为 J 根据闭合电路的欧姆定律得 E U I r U E l r 1 5 0 7 5 J 根据关系式在坐标轴上作出图线 得到两条 图线的交 点 交点坐标即为小灯泡此时的电压和电流的值 48 计 甲 乙 图 l O 1 请按 电路原理图将 图 1 0乙中所缺的导 线补接完整 为 了保证实验 的安全 滑动 变阻器的滑动触 头 P在 实验开始 前应置 于 端 选填 a 或 b 2 正确连接 电路后 在保 温容 器中注入适量冷水 接通 电源 调节R记下电压表和电流表的示数 计算出该温度下 的电阻值 将它与此时的水温一起记入表 中 改变水的温度 测量 出不 同温度 下的电阻值 该组 同学的测量数据如表 1所 示 请你在 图 l l 的坐标纸 中画 出该 热敏 电 阻的 R t关 系 图 对比实验结果与理论曲线 图中已画出 可以看出二者有 一 定的差异 除了读数等偶然误差外 你认为还可能是 由什 么原 因造成的 袁 1 温度 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 l o o 阻值 k n 7 8 5 3 3 4 2 2 1 5 1 1 O 9 0 7 图1 l t c 3 已知电阻的散热功率可表示为 P t k t t 0 其 中 k是比例系数 是电阻的温度 t 是周围环境温度 现将 本实验所用的热敏电阻接到一个恒流源中 使流过它的电流 恒为4 Om A 1 0 2 0 k 0 1 6w 由理论曲线可知 该 电阻的温度大约稳定在 此时电阻的发热功率为 中学物理 V o 1 2 8 N o 2 3 2 0 1 0年 1 2月 一 W 解析 1 如图 1 2 l 2 2 如图 1 3 电流表的分压造成电阻的测量值总比真实 值大 随着温度的升高 热敏电阻的阻值变小 电流表的分压 作用更明显 相对误差更大 3 因为温度最终稳定在某个值 故热敏电阻的散热功 率等于发热功率 P散 P 热 1 2 R k t一 o 尺 丛 0 1 一2 0 k f I 在 2 的 R一 图象中做出如图所示的图线 据其与理 论图线的交点即可求得温度大约稳定在 5 O 发热功率P J R 4 8 w 说明 本题第三问与例 5类似 在已知的图线 上构建新的图线解决问题 兄 l Q 图1 3 在 f3常的教学中 教师可以经常收集一些有关图象的问 题让学生多加训练 让学生能够做到很好的读 图 识图 能用 图象解决一些物理问题 提高学生解决物理问题的能力 规 范 化 解 题 是 一 种 习 惯 更 是 一 种 能 力 龚建成 江苏省石庄高级 中学江苏 如皋2 2 6 5 3 1 笔试仍是当今高考能力选拔的主要手段 能力的考查均 通过试卷的解答来体现 因此 卷面解题步骤及其规范化是 考生必备的基本功 我们也经常听说 有的高考考生从考场 下来和同学对答案 这也正确 那也正确 感觉非常 良好 但 高考成绩揭晓下来 却跟预期的结果相距甚远 其原因主要 有 丢三 落四 叙述 不完 整 言不 达意 表述 不确 切 公 式拼 凑 缺乏连贯性 字迹潦草 卷面不整洁 等不规范 的解 题现 象十分普遍 因此 对学生狠抓解题规范化训练是非常必要 的 特别是对即将参加高考的考生来说 这也是减少无谓失 分的重要一环 目前高考尤其对物理计算题的解答有明确的要求 解 答应写出必要的文字说明 方程式和重要的演算步骤 只写 出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确 写出数值和单位 这一要求其目的在于考查学生的思维过 程 考查学生逻辑推理和文字表达能力 事实上规范答题是 一 个考生物理学科基本素养的体现 然而这些基本素养正在 逐渐缺失 在大力倡导素质教育的今天 这一现象应引起我 们足够的重视 如何做到解题规范化呢 下面笔者主要从三 个层面加以阐述 1 审题的规范化 审题是对题 目进行分析 综合 寻求解题思路和方法的 过程 所以审题规范是正确解题的先决条件 有的学生经常 会有拿到试题不知如何下手 怎样分析 想到哪儿就写道哪 儿 当然也就很难解得完整有序 在他的头脑中根本就没有 一 个基本的审题程序 等到老师一讲评 又感觉到是那么的 容易 下次又会有同样的感觉 其原因就是不知道怎样去审 题 所以教师在平时精选的典型例题应向学生充分展示审题 过程 审题过程主要包括三个部分 分析物理状态和过程 明 确条件和目标 确定解题思路和方法 1 1 分析物理状 态和过程 每一道物理试题都是 由若干个物理状态和过程组合而 成的 弄清这些状态和过程是审题的关键 解题者首先要认 真阅读试题 分析题意 了解题中所述的物理状态和过程 必 要时可在草稿纸上 画出题 中所反映 的物理状 态和过程 的简 图 然后借助简图分析这些状态和过程的特点 对照这些状 态和过程的特点 找一找它们遵循哪些物理规律 对于多过 程物理问题 可以把它拆分成若干个简单过程来处理 同时 还要兼顾各个过程之间的联系 从 而做到化繁为简 一一 击破 1 2 明确条件和目标 条件是指 题中告诉了什么 目标是指 题 中要求什 么 这是解题者必须明确的两个问题 条件的分析一是要找出题 目中明确告诉的已知条件 二 是要挖掘题中的隐含条件 三是发现题中的多余条件要予以