高考物理二轮复习全套课件（22个）物理图象的运用.ppt

物理图象的运用 例题一 a b是一条水平的绳上相距离为l的两点 一列简谐横波沿绳传播 其波长等于2l 3 当a点经过平衡位置向上运动时 则b点a 经过平衡位置向上运动b 处于平衡位置上方位移最大处c 经过平衡位置向下运动d 处于平衡位置下方位移最大处试画经过t 4时的波形图 c 例题二 图中表示lc振荡电路某时刻的情况 以下说法正确的是 a 电容器正在充电b 电感线圈的磁场能正在增加c 电感线圈中的电流正在增大d 此时刻自感电动势正在阻碍电流增大 由图可知电流方向 此电流是给电容器充电 电场能正在增大 磁场能减小 电流减小 a 例题三 如图所示 a 电路 当变阻器的滑动片从一端滑到另一端的过程中两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图 b 中的ac bc两直线所示 不考虑电表对电路的影响 1 电压表v1和v2的示数随电流表示数变化的图像分别为u i图像中的哪一条直线 2 定值电阻r0 变阻器的总电阻分别为多少 3 试求出电源的电动势和内电阻 4 变阻器滑动片从一端滑到另一端的过程中 变阻器消耗的最大电功率为多少 思路点拨 v1量的是路端电压 v2量的是r0的电压 bc是v1的图象 ac是v2的图象 r0 3 r最大时i 0 5a 路端电压为7 5v r外 15 rm 12 e 7 5 0 5re 6 0 2 0r e 8vr 1 当r r0 r 时变阻器的电功率最大 pm e2 4 r0 r 4w 例题五 在光滑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 物体恰好回到原地 此时物体的动能为32j 则整个过程中恒力甲做的功等于多少 恒力乙做的功等于多少 思路点拨 画出该物体的v t图象如下 t v o a1 a2 t 2t t0 v1 v2 a b c d s oab s bcd时 物体的位移等于零 即回到出发点 a1t t t0 2 a2 t t0 2 2 由图知 a1t a2t0 t 3t0 a2 3a1 f乙 3f甲 w乙 3w甲 w甲 8j w乙 24j 例题六 在光滑的水平面上有两个半径都是r的小球a和b 质量分别为m和2m 当两球心间的距离大于l l比2r大得多 时 两球之间无相互作用力 当两球心间的距离等于或小于l时 两球间有相互作用的恒定斥力f 设a球从远离b处以速度v0沿两球球心连线向原静止的b球运动 如图所示 欲使两球不接触 v0必须满足什么条件 思路点拨 两球不接触的条件是va vb v1 动量守恒mv0 3mv1v1 v0 3a的位移sa v02 v12 m 2fb的位移sb v12m fsa sb v02 3v12 m 2f mv02 3f l 2r取v0 即可 用图象法更简单 v o t a v0 mv0 f b 2mv0 3f v0 3 位移之差等于三角形eao的面积 v0 2mv0 3f l 2r e 取v0 即可 例题七 2003年上海卷 如图所示 oaco为置于水平面内的光滑闭合金属导轨 o c处分别接有短电阻丝 图中粗线表法 r1 4 r2 8 导轨其它部分电阻不计 导轨oac的形状满足方程 单位 m 磁感强度b 0 2t的匀强磁场方向垂直于导轨平面 一足够长的金属棒在水平外力f作用下 以恒定的速率v 5 0m s水平向右在导轨上从o点滑动到c点 棒与导思接触良好且始终保持与oc导轨垂直 不计棒的电阻 求 1 外力f的最大值 2 金属棒在导轨上运动时电阻丝r1上消耗的最大功率 3 在滑动过程中通过金属棒的电流i与时间t的关系 例题七分析与解答 1 金属棒匀速运动f外 f安 e lvbi e r总f外 bil b2l2v r总 3 金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化 例题八 在研究两个互成角度的共点力合成的实验中得到图示的合力f随两分力之间夹角变化的图象 求 1 两个分力的大小f1与f2 2 此合力的取值范围 10 时f合 2n 即f1 f2 2n 05 时f合 10n 即f12 f22 102f1 8n f2 6n2n f合 14n 练习一 图乙中a b为两个相同的环形线圈 共轴并靠近放置 a线圈中通有如图甲所示的交流电i 则 a 在t1到t2时间内a b两线圈互相吸引b 在t2到t3时间内a b两线圈互相排斥c t1时刻两线圈间作用力为零d t2时刻两线圈间吸引力最大 思路点拨 t1时刻a中电流最大但电流的变化率为零 所以b中磁通量的变化率为零 b中无电流 b中感应电流的图象如下 t ib o t1 t2 正确选项 a b c t2时刻a中电流为零但电流的变化率为最大值 b中磁通量变化最快 感应电流最大 练习二 1 一列简谐波在x轴上传播 波速为50m s 已知t 0时刻的波形图象如图 1 所示 图中x 15m处的质点此时正经过平衡位置沿y轴的正方向运动 请将t 0 5s时的波形图画在图 2 上 至少要画出一个波长 解 20m t 0 4s 波速向左 0 5s 1 25t x 15m处的质点经0 5s位于波峰 x 10m处的质点经0 5s位于平衡位置 x 20m处的质点经0 5s位于平衡位置 波的图象如左 练习三 2 两列简谐横波均沿x方向传播 传播速度的大小相等 振幅也相等 其中一列沿正x方向传播 图中实线所示 另一列沿负x方向传播 图中虚线所示 这两列波的频率相等 振动方向均沿y轴 则图中x 1 2 3 4 5 6 7 8各点中振幅最大的点是x 的点 振幅最小的点是x 的点 解 x 4的质点依右传波应向上振动 依左传波也应向上振动 此质点的振动加强 x 2和x 6的质点合位移始终等于零 练习四 4 如图所示 a是一边长为l电阻为r的正方形线框 今维持线框以恒定的速度v沿x轴运动 并穿过图中所示的匀强磁场b区域 若以x轴正方向作为力的正方向 线框在图示位置的时刻作为时间的零点 则磁场对线框的作用力f随时间t的变化图线正确的是 b 练习五 2003年江苏加一卷 图1所示为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳 下端拴一小物块a 上端固定在c点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连 已知有一质量为m0的子弹b沿水平方向以速度v0射入a内 未穿透 接着两者一起绕c点在竖直面内做圆周运动 在各种阻力都可忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力f随时间t的变化关系如图2所示 已知子弹射入的时间极短 且图2中t 0为a b开始以相同速度运动的时刻 根据力学规律和题中 包括图 提供的信息 对反映悬挂系统本身性质的物理量 例如a的质量 及a b一起运动过程中的守恒量 你能求得哪些定量的结果 练习五分析与解答 由图2可直接看出 a b一起做周期性运动 运动的周期t 2t0令m表示a的质量 l表示绳长 v1表示t 0时a b的速度 即圆周运动最低点的速度 v2表示运动到最高点时的速度 f1表示运动到最低点时绳的拉力 f2表示运动到最高点时绳的拉力 根据动量守恒定律 得 在最低点和最高点处运用牛顿定律可得 根据机械能守恒定律可得 由图2可知 f1 fm f2 0 由以上各式可解得 反映系统性质的物理量是 a b一起运动过程中的守恒量是机械能e 若以最低点为势能的零点 则 练习6 质量为m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升 若飞机在此过程中水平速度保持不变 同时受到重力和竖直向上的恒定升力 该升力由其它力的合力提供 不含重力 今测得当飞机在水平方向的位移为l时 它的上升高度为h 求 1 飞机受到的升力大小 2 从起飞到上升至h高度的过程中升力所作的功及在高度h处飞机的动能 练习6分析与解答 1 飞机水平速度不变x方向l v0t y方向加速度恒定h at2 2消去t即得a 2hv02 l2由牛顿第二定律 2 升力做功 练习7 如图1所示 一个足够长的 u 形金属导轨nmpq固定在水平面内 mn pq两导轨间的宽度为l 0 50m 一根质量为m 0 50kg的均匀金属导体棒ab横跨在导轨上且接触良好 abmp恰好围成一个正方形 该轨道平面处在磁感强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中 ab棒与导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力均为fm 1 0n ab棒的电阻为r 0 10 其他各部分电阻均不计 开始时 磁感强度b0 0 50t 1 若从某时刻 t 0 开始 调节磁感强度的大小使其以 b t 0 20t s的变化率均匀增加 求经过多长时间ab棒开始滑动 此时通过ab棒的电流大小和方向如何 2 若保持磁感强度的大小不变 从t 0时刻开始 给ab棒施加一个水平向右的拉力 使它以a 4 0m s2的加速度匀加速运动 推导出此拉力t的大小随时间变化的函数表达式 并在图2所示的坐标图上作出拉力t随时间t变化的t t图线 练习7分析与解答 1 当磁感强度均匀增大时 闭合电路中有恒定的感应电流i以ab杆为研究对象 因f bil它受到的安培力逐渐力增大到等于最大静摩擦力时开始滑动 2 当ab匀加速动动时 根据牛顿第二定律有 t f maf bil i b0lv r v at联立上述各式并代入数据可解得t f ma b02l2at r 3 2 5t n由此可画出t t图线如图所示 由此上各式求出经时间t 17 5s后ab棒开始滑动 此进通过ab棒的电流大小为i 0 5a 根据楞次定律可判断出 电流的方向为从b到a 练习题8 如图所示 一质量为m长为l的长方形木板b放在光滑的水平面上 在其右端放一质量为m的小木块a m m 现以地面为参照系 给a和b以大小相等 方向相反的初速度 如图 使a开始向左运动 b开始向右运动 但最后a刚好没有滑离b板 以地面为参照系 1 若已知a和b的初速度大小为v0 求它们最后的速度大小与方向 2 若初速度的大小未知 求小木块a向左运动到达的最远处 从地面上看 离出发点的距离 练习题8的图象法 soecb soda scde lv1 v0 t2 t1 t1 t v o m v0 m v0 v1 m m a b c d e t1 t2 t1时刻 soda scde soecb t2时刻 v1 计算过程 我们成功啦 解 以向右为正方向 mv0 mv0 m m v1v1 方向向右 a先向左运动后向右运动 它向左减速到v 0时就是它向左运动到达了最远处 从地面上看 此时离出发点的距离记为x fx 0 mv02 2 fs m v22 v02 2 v2 m m v0 m x s s2 fs2 m v12 v02 2 x2 fx2 mv12 2 x x2 l x x2 s2 x 练习题9 下图中a b是一对平行金属板 在两极间加上一周期为t的交变电压u a板的电势ua 0 b板的电势ub随时间的变化规律是 在0到t 2的时间内ub u0 正的常数 在t 2到t的时间内 ub u0 在t到3t 2的时间内ub u0 在3t 2到2t的时间内 ub u0 现有一电子从a板上的小孔进入两极间的电场区域 设电子的初速度和重力均可忽略 a 若电子是在t 0时刻进入的它将一直向b板运动b 若电子是在t t 8时刻进入的它可能时而向b板运动时而向a板运动最后打在b板c 若电子是在t 3t 8时刻进入的它可能时而向b板运动时而向a板运动最后打在b板d 若电子是在t t 2时刻进入的它可能时而向b板运动时而向a板运动 分析 应画出电压与时间的关系图象 t u o t t 2 u0 u0 解 在t 0时进入电子的速度图象如下 t v o vm t t 2 可知a正确 在t t 8时进入电子的速度图象如下 t v o t t 2 在 3t 8时进入的电子速度图象如下 可知b正确 t时刻电子已退出电场 练习10 下图中a b是一对中间开口的平行金属板 两小孔的连线与金属板面垂直 两板间的距离为l 两板间加上低频交流电压 a板电势为零 b板电势u u0cos t 现有一电子在t 0时穿过a板上的小孔射入电场 设电子的初速度和重力均可忽略 则电子在两板间可能 a 以ab间的某一点为平衡位置来回振动b 时而向b板运动时而向a板运动最后穿出bc 一直向b运动最后穿出b板 如果 小于某个值 0 l小于某个值l0d 一直向b运动最后穿出b 而不论 l取什么值 必须画出b板电势变化的图象 t u o t t 4 t 2 正确的是a c 试分析电子的运动情况 0 t 4向b加速 t 4 t 2向b减速 t 2 3t 4向a加速 3t 4 t向a减速 练习题11 汽车甲以速度v0沿平直公路作匀速直线运动 当它路过某处的同时 该处有一辆汽车乙开始作初速为零的匀加速直线运动去追赶甲车 根据以上的已知条件 a 可求出乙车追上甲车时的速度b 可求出乙车追上甲车时的路程c 求出乙车从开始起动到追上甲车时所用的时间d 不能求出以上三者中的任何一个 v o t v甲 v0 v乙 a 2v0 2002年广东加一卷压轴题 15分 如图1所示 a b为水平放置的平行金属板 板间距离为d d远小于板的长和宽 在两板之间有一带负电的质点p 已知若在a b间加电压u0 则质点p可以静止平衡 现在a b间加上如图2所示的随时间t变化的电压 在t 0时质点p位于a b间的中点处且初速为0 已知质点p能在a b之间以最大的幅度上下运动而又不与两板相碰 求图2中u改变的各时刻t1 t2 t3及tn的表达式 质点开始从中点上升到最高点 及以后每次从最高点到最低点或从最低点到最高点的过程中 电压只改变一次 t v t 0 v1 t1 d 4 t2 d 4 d 2 2t1 t3 d 2 d 2 分析p的速度变化规律 例题二 一根张紧的水平弹性长绳上的a b两点 相距14m b点在a点的右方 当一列简谐横波沿此长绳向右传播时 若a点的位移达到正极大时 b点的位移恰为零 且向下运动 经过1 00s后 a点的位移为零 且向下运动 而b点的位移恰达到负极大 则这简谐横波的波速可能等于 a 4 67m sb 6m sc 10m sd 14m s 思路点拨 b点可能的位置在哪里 b1是否可能 b3是否可