高中物理图象专题

1、南昌一中南昌一中 余龙余龙 物理图像，主讲物理量之间的物理图像，主讲物理量之间的 函数关系图像。函数关系图像。 是直观地反映物理量之间关系是直观地反映物理量之间关系 的一种数学方法，在物理学中具有的一种数学方法，在物理学中具有 广泛的应用。广泛的应用。 学生对物理图像的理解应用是学生对物理图像的理解应用是 高考要求的必备能力和必考问题。高考要求的必备能力和必考问题。 一物理图像的作用及应用物理图像解题的优势一物理图像的作用及应用物理图像解题的优势 二高考试题中常见的图像种类二高考试题中常见的图像种类 三高考考纲及近三年（三高考考纲及近三年（07-09年）考题分析年）考题分析 一物理图像的作用及

2、应用物理图像解题的优势一物理图像的作用及应用物理图像解题的优势 抽象的概念直观形象。抽象的概念直观形象。 物理过程一目了然，特别是动态变化过程清晰明朗。物理过程一目了然，特别是动态变化过程清晰明朗。 物理量之间的函数关系明确，还可以恰当地表示矢物理量之间的函数关系明确，还可以恰当地表示矢 量量 的大小和方向。的大小和方向。 用图像处理物理实验数据能使误差大大减小。用图像处理物理实验数据能使误差大大减小。 一物理图像的作用及应用物理图像解题的优势一物理图像的作用及应用物理图像解题的优势 5.蕴含大量的信息蕴含大量的信息 轴、线、点、面、斜率轴、线、点、面、斜率 （1）轴：）轴：x和和y轴的表示的

3、物理量轴的表示的物理量 解题时灵活选取坐标轴。解题时灵活选取坐标轴。 比如牛顿第二定律中比如牛顿第二定律中a-m，图像为，图像为 双曲线，但若双曲线，但若x轴选取轴选取1/m，则图像，则图像 为直线。为直线。 m a 1/m 一物理图像的作用及应用物理图像解题的优势一物理图像的作用及应用物理图像解题的优势 （2）线）线 函数关系：函数关系：线性关系（正比、线性关系（正比、 一次函数等），二次函数（抛物线），一次函数等），二次函数（抛物线）， 反比函数（双曲线），正弦函数，波反比函数（双曲线），正弦函数，波 动函数（方波，锯齿波）等。动函数（方波，锯齿波）等。 渐近线、切线：渐近线、切线：斜率和

4、变化趋斜率和变化趋 势，如图势，如图 复合线：复合线：如图如图 两图线的对比：两图线的对比：应用图像解题应用图像解题 的重要方法。的重要方法。 （3）点：）点： 拐点（转折点）：如图拐点（转折点）：如图 极值点：如图极值点：如图 交点：如图交点：如图 端点（初始点和结束点）端点（初始点和结束点） 截距点（与截距点（与x和和y轴的交点轴的交点） 一物理图像的作用及应用物理图像解题的优势一物理图像的作用及应用物理图像解题的优势 f f 滑动摩擦 静摩擦 tg = （4）面和斜率）面和斜率 二高考试题中常见的图像种类二高考试题中常见的图像种类 1. 较常用的：较常用的： 运动学中运动学中:s-t v

5、-t a-t图像等图像等 动力学中动力学中:a-F a-1/m 图像等，振动图像等，振动x- t ， 波动波动y-x ，交流电，交流电e-t ，I-t 等等等等 t s(v)(a) o x(e)(I) o tT 2T 2. 实验中的图像：实验中的图像： I-U 伏安曲线伏安曲线 U-I 电动势和内阻电动势和内阻 T2 -L单摆等等单摆等等 二高考试题中常见的图像种类二高考试题中常见的图像种类 U/V I/A 8 4 0 5 10 U/V I/A 8 4 0 5 10 U/V I/A 8 6 4 5 10 0 T2/s2 0 1 2 3 4 L/m 12 8 4 3.教材中未出现但有重要应用的图

6、像：教材中未出现但有重要应用的图像： F-t ，F-s示功图，机械能中示功图，机械能中Ek-Ep，p-t 图图 等，电磁感应中的等，电磁感应中的-t图、图、E-t图、图、B-t图等图等 4.另类图像：另类图像：P-R电源输出功率和电阻关系，电源输出功率和电阻关系，A-f共振共振 曲线，曲线，F-r 分子力与距离关系，分子力与距离关系，Ep r分子势能与距分子势能与距 离关系，离关系，Ekm-v光电效应，光电效应，m-Z核子平均质量与原子核子平均质量与原子 序数关系等等序数关系等等 二高考试题中常见的图像种类二高考试题中常见的图像种类 F 斥斥 力力 引引 力力 r r 0 力力 力力 r 力力

7、 r 力力 r (r )0 （Ep） （A） （f0） （f） 模块模块内容内容要求要求考纲中能力要求考纲中能力要求 第一册第一册匀变速直线运动图像匀变速直线运动图像 必要时能必要时能 运用结合图形、运用结合图形、 函数图像进行函数图像进行 表达分析表达分析 第二册第二册交变电流图像交变电流图像 第三册第三册 简谐运动图像简谐运动图像 横波的图像横波的图像 三三. 高考考纲及近三年（高考考纲及近三年（07-09年）考情分析年）考情分析 匀变速运动的图像匀变速运动的图像2007年理综全国卷年理综全国卷15 2008年江苏卷年江苏卷05 2007年海南卷年海南卷08 2007年理综四川卷年理综四川

8、卷20 2008年理综山东卷年理综山东卷17 2007年理综宁夏卷年理综宁夏卷16 2009年理综全国卷年理综全国卷.202009年理综安徽卷年理综安徽卷16 2007年理综山东卷年理综山东卷202009年理综浙江卷年理综浙江卷212009年理综山东卷年理综山东卷17 2008年广东卷年广东卷10 2008年理综天津卷年理综天津卷21 2009年江苏卷年江苏卷09 2008年广东理科基础年广东理科基础10 2008年理综四川卷年理综四川卷19 2008年海南卷年海南卷08 2009年理综福建卷年理综福建卷17电磁感应中的图像问题电磁感应中的图像问题 2008年理综宁夏卷年理综宁夏卷17 200

9、7年理综天津卷年理综天津卷21 2007年理综全国卷年理综全国卷21 2008年理综四川卷年理综四川卷18 2007年江苏卷年江苏卷05 2007年理综全国卷年理综全国卷21 2009年广东卷年广东卷032008年上海卷年上海卷22 2007年上海卷年上海卷23 2009年理综全国卷年理综全国卷.152008年理综全国卷年理综全国卷17 2008年理综全国卷年理综全国卷21 2009年海南卷年海南卷082008年理综全国卷年理综全国卷20 图像在力学解题中的应用图像在力学解题中的应用2008年上海卷年上海卷10 振动图像与波动图像振动图像与波动图像2008年理综天津卷年理综天津卷20 2009

10、年理综宁夏卷年理综宁夏卷19 2008年理综全国卷年理综全国卷16 2008年江苏卷年江苏卷05 2007年理综全国卷年理综全国卷15 2008年理综山东卷年理综山东卷17 2009年理综北京卷年理综北京卷172008年理综天津卷年理综天津卷20 (2007年海南卷年海南卷8) 两辆游戏赛车、在两条平行的直车道上行两辆游戏赛车、在两条平行的直车道上行 驶。时两车都在同一计时线处，此时比赛开始。它们在四次驶。时两车都在同一计时线处，此时比赛开始。它们在四次 比赛中的图如图所示。哪些图对应的比赛中，有一辆赛车追比赛中的图如图所示。哪些图对应的比赛中，有一辆赛车追 上了另一辆上了另一辆 ( ) 51

11、0 15 20 25 5 10 O a b t/s v/(ms-1) 510 15 20 25 5 10 O a b t/s v/(ms-1) 510 15 20 25 5 10 O a b t/s v/(ms-1) 510 15 20 25 5 10 O a b t/s v/(ms-1) A DC B 解：解：v-t图像与坐标轴所围的面积表示位移的大小。可以看出在图像图像与坐标轴所围的面积表示位移的大小。可以看出在图像A和和C中，中， 当当t=20s时，时，a、b的位移相等，有一辆赛车追上了另一辆；的位移相等，有一辆赛车追上了另一辆； 在图像在图像B中，中，b的位移总比的位移总比a的位移大，

12、的位移大，a始终追不上始终追不上b； 在图像在图像D中，中，0-10s内，内，a的平均速度等于的平均速度等于5m/s，b做匀速运动速度等于做匀速运动速度等于7.5m/s， 所以所以10s内内b的位移比的位移比a的位移大，的位移大， 10-12.5s内，内， 12.5-15s内，内， 15s后，后， a的速度比的速度比b的速度小，故的速度小，故a始终追不上始终追不上b，正确选项为，正确选项为AC. m251051057 1 .sss ab m,12535225710 2 ./.sss ab ）（ m,1253522557 3 ./.sss ab ）（ （2008年广东卷年广东卷10）某人骑自行车

13、在平直道路上行进，图中）某人骑自行车在平直道路上行进，图中 的实线记录了自行车开始一段时间内的的实线记录了自行车开始一段时间内的vt图象，某同学为了图象，某同学为了 简化计算，用虚线作近似处理，下列说法正确的是（简化计算，用虚线作近似处理，下列说法正确的是（ ） A在在t1时刻，虚线反映的加速度比实际的大时刻，虚线反映的加速度比实际的大 B在在0t1时间内，由虚线计算出的平均速时间内，由虚线计算出的平均速 度比实际的大度比实际的大 C在在t1t2时间内，由虚线计算出的位移时间内，由虚线计算出的位移 比实际的大比实际的大 D在在t3t4时间内，虚线反映的是匀速运动时间内，虚线反映的是匀速运动 解

14、：在解：在t1时刻，虚线的斜率比实线上该点的斜率小，选项时刻，虚线的斜率比实线上该点的斜率小，选项A错；在错；在0t1时时 间内，虚线与坐标轴所围的面积比实线的大，即由虚线计算出的位移比实间内，虚线与坐标轴所围的面积比实线的大，即由虚线计算出的位移比实 线的大，所以由虚线计算出的平均速度比实际的大，选项线的大，所以由虚线计算出的平均速度比实际的大，选项B正确；在正确；在t1t2 时间内，虚线与坐标轴所围的面积比实线的小，即由虚线计算出的位移比时间内，虚线与坐标轴所围的面积比实线的小，即由虚线计算出的位移比 实线的小，选项实线的小，选项C错；在错；在t3t4时间内，虚线与时间内，虚线与t 轴平行

15、，即速度不变，选轴平行，即速度不变，选 项项D正确。正确。 t v 0 t1t2t3t4 （2009年理综全国卷年理综全国卷）两物体甲和乙在同一直线上运）两物体甲和乙在同一直线上运 动，它们在动，它们在00.4s时间内的时间内的v-t图象如图所示。若仅在图象如图所示。若仅在 两物体之间存在相互作用，则物体甲与乙的质量之比和两物体之间存在相互作用，则物体甲与乙的质量之比和 图中时间图中时间t1分别为分别为 ( ) A1/3和和0.30s B3和和0.30s C1/3和和0.28s D3和和0.28s 解：本题考查图象问题。根据速度图象的特点可知甲做匀加速，乙解：本题考查图象问题。根据速度图象的特

16、点可知甲做匀加速，乙 做匀减速。根据做匀减速。根据 得得 ，根据牛顿第二定律，根据牛顿第二定律 有有 ，由，由 ,得得t1=0.3s，选项，选项B正确。正确。 v/ms-1 t1 t/s 1 2 3 4 0.40 0 甲 乙 t v a 乙甲 aa3 乙甲 m F m F 3 1 3 乙 甲 m m 1 2 40 1 m/s10 40 4 t. a 乙 R t R t R t R t BA C 0 t/s F 2 B 468 2 A 6 0 t/s F 4 8 0 x 2 C 46 8 t/s0 t/s x 2 D 46 8 图乙 图甲 t/s 0 v 2468 作图题：作图题： 关键关键“列

17、函数、画图像，看图像、列函数列函数、画图像，看图像、列函数” 在描绘图像时，要注意物理量的单位、坐标轴标度的适当选择及函数图像的在描绘图像时，要注意物理量的单位、坐标轴标度的适当选择及函数图像的 特征等特征等,特别要注意把相关物理量的数值在坐标轴上标示清楚。特别要注意把相关物理量的数值在坐标轴上标示清楚。 2. 用图题：用图题： 关键关键“灵活选取坐标系，利用图像点与线，化抽象为形象灵活选取坐标系，利用图像点与线，化抽象为形象” “用图用图”就是运用图象分析和解决问题就是运用图象分析和解决问题. 即利用图象中点（起点、交点、拐点、即利用图象中点（起点、交点、拐点、 终点）、线（直、曲）、峰值、

18、截距、斜率、面积、正负号等的物理意义来终点）、线（直、曲）、峰值、截距、斜率、面积、正负号等的物理意义来 定性分析、定量计算或理解物理规律定性分析、定量计算或理解物理规律. “用图用图”时，要明确：时，要明确： a. 图像所代表的物理过程图像所代表的物理过程 b. 坐标所代表的物理量及其单位坐标所代表的物理量及其单位 c. 图线上各点读数的物理意义图线上各点读数的物理意义 d. 图线与坐标轴上的截距的物理意义图线与坐标轴上的截距的物理意义 e. 图线与坐标轴所围面积的物理意义图线与坐标轴所围面积的物理意义 f. 图线渐近线的物理意义图线渐近线的物理意义 g. 图线上一些特殊点（如第一大点中所述

19、）的物理意义图线上一些特殊点（如第一大点中所述）的物理意义 四物理图像考测问题的两大类型四物理图像考测问题的两大类型作图题，用图题作图题，用图题 （隐形用图题）（隐形用图题）如图所示，质量为如图所示，质量为m的子的子弹弹以速度以速度v0水平水平 击穿放在光滑水平面上的木块，木块长为击穿放在光滑水平面上的木块，木块长为L，质量为，质量为M。子。子 弹穿过木块后木块获得的动能为弹穿过木块后木块获得的动能为Ek，系统损失的机械能为，系统损失的机械能为E 损损，若木块质量 ，若木块质量M、子弹质量、子弹质量m或子弹初速度或子弹初速度v0发生变化，但发生变化，但 子弹仍能穿过木块，那么（设木块对子弹的阻力及木块长均子弹仍能穿过木块，那么（设木块对子弹的阻力及木块长均 不变）不变）（09年石家庄一检）年石家庄一检） M不变，不变，m变小，变小，v0不变，则木块获得的动能一定变大不变，则木块获得的动能一定变大 M变小，变小，m不变，不变，v0不变