高考物理 讲座2图像问题的处理方法学科热点问题.ppt

图像问题的处理方法 在高中物理教材中有许多知识点涉及到图像 如速度 时间图像 振动图像 波动图像 分子间作用力图像 伏安特性曲线图像 电压 时间图像 电流 时间图像等 图像问题常见的解法有 利用图像线或点 典例导悟 1 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 分别为 a m 0 5kg 0 4b m 1 5kg 2 15c m 0 5kg 0 2d m 1kg 0 2 解析 4s 6s 由f t图像得f2 2n 由v t图像得物体匀速运动 故f2 mg 2s 4s由f t图像得f1 3n 由v t图像得物体做匀加速运动 a 2m s2 故f1 mg ma 解上述两方程得m 0 5kg 0 4 故选a 2 如图是两个共点力的合力f跟两个分力的夹角 的关系图像 下面的分析中正确的是 a f的取值范围是2n f 10nb f的取值范围是4n f 14nc 两个分力分别是6n和8nd 两个分力分别是2n和10n 利用图像的斜率 物理图像的斜率代表两个物理量增量的比值 其大小往往代表另一物理量值 如 图像的斜率为速度 图像的斜率为加速度 图像的斜率为感应电动势 u 图像的斜率的绝对值为负载的电阻等 可据此解题 理论阐述 典例导悟 2009 江苏高考 如图所示 两质量相等的物块a b通过一轻质弹簧连接 b足够长 放置在水平面上 所有接触面均光滑 弹簧开始时处于原长 运动过程中始终处在弹性限度内 在物块a上施加一个水平恒力 a b从静止开始运动到第一次速度相等的过程中 下列说法中正确的有 a 当a b加速度相等时 系统的机械能最大b 当a b加速度相等时 a b的速度差最大c 当a b的速度相等时 a的速度达到最大d 当a b的速度相等时 弹簧的弹性势能最大 解析 处理本题的关键是对物体进行受力分析和运动过程分析 使用图像处理则可以使问题大大简化 对a b在水平方向受力分析如图 f1为弹簧的拉力 当加速度大小相同为a时 对 有f f1 ma 对 有f1 ma 解得f 2ma 在整个过程中 的合力 加速度 一直减小而 的合力 加速度 一直增大 在达到共同加速度之前a的合力 加速度 一直大于 的合力 加速度 之后a的合力 加速度 一直小于 的合力 加速度 两物体运动的v t图像如图 tl时刻 两物体加速度相等 斜率相同 速度差最大 t2时刻两物体的速度相等 速度达到最大值 两实线之间围成的面积有最大值即两物体的相对位移最大 弹簧被拉到最长 除重力和弹簧弹力外其他力对系统做正功 系统机械能增加 tl时刻之后拉力依然做正功 即加速度相等时 系统机械能并非最大值 故选bcd 利用图像的截距 截距是图线与两坐标轴的交点所代表的坐标数值 该数值具有一定的物理意义 可据此解题 理论阐述 典例导悟 某同学做了如下的力学实验 一个质量为m的物体放在水平面上 物体受到向右的水平拉力f的作用后运动 设水平向右为加速度的正方向 如图 所示 现测得物体的加速度 与拉力f之间的关系如图 所示 由图像可知 物体的质量 物体与水平面间的动摩擦因数 解析 分析题给图像 写出加速度 与拉力f的函数关系式为 0 根据牛顿第二定律得 比较上述两个关系式的系数 得图线的斜率k 0 纵轴上截距b 所以 物体的质量为 物体与水平面间的动摩擦因数为 0 利用图像的面积 有些物理图像的图线与横轴所围的面积的值 它常代表另一个物理量的大小 学习图像时 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 图中 图像与 轴所夹的面积代表位移 f s图像与s轴所夹的面积代表功 图像与 轴所夹的面积代表冲量 s 1 图像与 轴所夹的面积代表时间等 理论阐述 典例导悟 1 一辆汽车在恒定的功率牵引下 在平直公路上由静止出发 经4min的时间行驶1 8km 则在4min末汽车的速度 a 等于7 5m sb 大于7 5m sc 等于15m sd 小于15m s 解析 选b d 由题意知 平均速率v 7 5m s 假设一匀加速物体相同时间内行驶相同距离则它的末速度为15m s 用它来作对比 而此汽车以恒定功率牵引 p fv 随v增大f减小则a减小 作v t图则汽车运动的图线斜率是不断减小的 也就是图线是上凸的 而对比物体运动是一直线 在4min末时v 15m s 而在4min末时两物体位移一样 即v t图下方面积一样 汽车的图线又是上凸的则必定4min之内 前一阶段汽车图线在对比图线上方 后一阶段在其下方才能保证面积相同 于是在4min末时车速一定小于15m s而大于7 5m