《2013高考物理 臨考沖刺常見解題方法 專題 圖像法的應(yīng)用》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2013高考物理 臨考沖刺常見解題方法 專題 圖像法的應(yīng)用（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、圖像法的應(yīng)用一. 本周教學(xué)內(nèi)容：物理解題方法復(fù)習(xí)專題二二. 重點、難點：圖像法的應(yīng)用（一）與圖像有關(guān)的題型簡介 1. 與圖像有關(guān)的題型有：（1）題中已有圖像，經(jīng)過讀圖，結(jié)合題目要求作答。（2）根據(jù)題目要求畫出圖像主要題型就是上述兩類，第一類是常見的，每年高考必考，第二類題難度較大，對數(shù)學(xué)能力要求較高，需先推導(dǎo)出函數(shù)表達(dá)式，才可能正確畫出圖像。 2. 常用圖形（1）直線型：題中圖線為直線，在數(shù)學(xué)中歸納為一次函數(shù)，它反映了物理量之間成線性的變化關(guān)系，主要圖線有：1）勻變速直線運動位移與時間關(guān)系的s-t圖，速度與時間關(guān)系的v-t圖；2）一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化關(guān)系的p-T圖，v-t圖：3）穩(wěn)恒電路

2、中的電壓與電流關(guān)系的u-I圖（如圖所示） (a)(b)(c)(d)（2）正（余）弦曲線型題中圖線為正（余）弦曲線，主要有振動圖線y-t圖，波形圖線y-x圖，交流電的e-t圖，以及振蕩電路的電流i-t圖和電量q-t圖，如圖所示。（3）雙曲線型例如一定質(zhì)量的理想氣體在等溫變化下的p-v圖為雙曲線型,機(jī)車以恒定功率行駛的F-v圖也為雙曲線型。（如圖所示）（4）其它型共振類題目中的圖線A-f圖，如圖所示，分子之間的作用力問題中的圖線F-x圖。（如圖所示）二. 常用圖像的知識內(nèi)容簡介 1. 力學(xué)中常見的圖像題（1）作力的圖示 （2）利用平行四邊形或矢量三角形進(jìn)行力的合成與分解的基本運算以及描述物體受力變

3、化情況； （3）用勻變速直線運動的位移時間圖與速度時間圖解物體的運動問題。（4）用正（余）弦函數(shù)圖象研究和分析機(jī)械振動與機(jī)械波，幫助學(xué)生理解振動，波動特點，掌握振動、波動規(guī)律。 2. 熱學(xué)中的圖解題：主要分布在分子動理論和氣體的狀態(tài)變化內(nèi)容中。 3. 電學(xué)中的圖象題：主要集中在電場磁場、交變電流，電磁振蕩、電磁感應(yīng)中磁場或感應(yīng)電流隨時間變化等內(nèi)容中，特別是依據(jù)圖像對電壓、電流、電阻等關(guān)系的研究中。 4. 光學(xué)中的圖象題：主要利用幾何學(xué)的知識解決光的直線傳播，光的反射，折射問題及平面鏡成像原理。 5. 原子物理中的圖像題，主要是兩方面（1）通過對核子的平均結(jié)合能曲線的認(rèn)識來了解原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

4、（2）通過衰變反應(yīng)后粒子與反沖核的軌跡圖來求解核電荷數(shù)之比等問題。三. 圖像的功能 1. 可描述物理規(guī)律：有的圖像題，要求學(xué)生用圖像來正確地描述物理規(guī)律，通過這種題目的訓(xùn)練，可加深對物理規(guī)律的理解。這類題要求同學(xué)們有較扎實的基本功和較強(qiáng)的作圖技巧。 2. 可借助圖像分析物理過程：某些題（特別是選擇題）在進(jìn)行定性分析時，如能借助圖像分析物理過程，常能使復(fù)雜問題變得簡單，解題過程變得簡捷，達(dá)到“事半功倍”的效果。 3. 可推導(dǎo)論證新規(guī)律：主要是利用圖像結(jié)合幾何知識推證新規(guī)律。 4. 可分析實驗問題：在高考要求的實驗，幾乎每個實驗都或多或少地涉及到圖像的應(yīng)用，應(yīng)用主要體現(xiàn)在求未知物理量和誤差分析兩方

5、面，定量計算的圖象僅限于直線型圖像。定性分析各種圖像都有，主要體現(xiàn)在誤差分析方面。 5. 可用圖像求解其他方法難以求解的問題。有些物理問題或因受中學(xué)生數(shù)學(xué)知識的限制不能求解，或者用其他方法難以求解，都可用圖解的形式加以分析，許多題因此變得簡便。三. 圖像題解題方法綜述。 1. 弄清縱、橫坐標(biāo)所代表的物理量。對于函數(shù)圖象，首先要看縱、橫坐標(biāo)的物理量符號，弄清所表示的是哪兩個量之間的關(guān)系，再看物理量的單位和標(biāo)度，搞清每小格代表的量是多少，然后才看圖象的形狀，根據(jù)它的特點和變化分析其含義。有些圖象的形狀相同或相似，但由于縱、橫坐標(biāo)代表的物理量不同，則圖像的含義也不同。 2. 圖象的幾個觀察點。 （1

6、）圖象的交點兩圖象相交，有一組狀態(tài)量同時適合所描述的兩個不同對象，例如圖中所示，若是位移圖象，兩圖線的交點表示兩物體相遇，若是速度圖象，且甲、乙兩物體同時同地運動，兩圖線的交點表示某時刻，兩物體有相同的速度，但不是相遇，而恰恰此時兩物體相距最遠(yuǎn)。（2）圖像的截距縱橫截距往往反映物理過程中的某些特定狀態(tài)，如勻變速運動的速度圖線與縱軸的截距表示物體運動的初速度。（3）圖象的斜率物理圖象的斜率有一定的物理意義，如位移時間圖像的斜率表示物體運動的速度，速度、時間圖像的斜率表示物體的加速度，振動圖像x-t切線的斜率表示質(zhì)點的速度，LC振動電路中電容器極板上電量隨時間變化的圖象q-t切線的斜率表示回路中的

7、振蕩電流。（4）圖象的“面積”物理圖象中的“面積”有兩種，一種是以圖象上某點的橫、縱坐標(biāo)為鄰邊的矩形“面積”，它的意義是這一狀態(tài)的兩個物理量的乘積；如路端電壓隨電流變化的圖象U-I（如圖）上面積“S”表示路端電壓為U1時的電源的輸出功率，另一種是圖線與橫縱軸所圍的“面積”，它反映某物理量對時間、空間等的積累，一般規(guī)定橫軸上方的“面積”為正，下方為負(fù)，無論該“面積”表示的是矢量還是標(biāo)量，都應(yīng)取代數(shù)和，用這種圖像的“面積”解決變量問題很有效，分析復(fù)雜的運動過程常利用它。 3. 物理圖象常見考查方式圖象變換考試中最常見的形式就是用圖象變換考查學(xué)生掌握知識的程度。從類型上分主要有兩類,一類是同種圖像間

8、的變換，例如給出某段時間內(nèi)質(zhì)點的振動圖像,要求畫出此后質(zhì)點的振動圖象就屬此類題，另一類是不同圖象間的變換,在處理有關(guān)圖像的變換問題時，首先要識圖。即讀懂已知圖象表示的物理規(guī)律或物理過程，然后再根據(jù)所求圖象與已知圖象間的聯(lián)系，進(jìn)行圖象間的變換。 4. 物理圖像的描繪方法首先和解常規(guī)題一樣，仔細(xì)分析物理現(xiàn)象，弄清物理過程，求解有關(guān)物理量或分析其與相關(guān)物理量間的變化關(guān)系，然后正確地作出圖象。在描述圖象時，要注意物理量的單位，坐標(biāo)軸的速度的適當(dāng)選取以及函數(shù)圖象的特征等。例題精析例1 如圖1 所示，物體從h高處由靜止開始滑下，第1次經(jīng)過光滑斜面AB滑至底端的時間為,第2次經(jīng)過光滑曲面AC至底端時間為，兩

9、次經(jīng)過的路程相等，則、的大小關(guān)系是（ ）A. B. C. D. 條件不足，無法比較、的大小圖1解析：物體沿斜面下滑做勻加速直線運動，其v-t圖象可定性地描述為圖2中的圖線1，沿曲面下滑時，由，可知開始階段物體的加速度比在斜面上的加速度大，即圖線的斜率大，后來減小，且小于在斜面上的加速度，即圖線的斜率小，注意到兩個運動中機(jī)械能都守恒，由，得物體到達(dá)底端的速度相等，又路程相等，即圖線下的面積相等，物體沿曲面下滑的v-t圖象可定性地描繪為圖2中的圖線2，由圖可知，應(yīng)選A。圖2物體沿曲面做的是變加速運動，物理過程較復(fù)雜，難以建立方程求出運動時間,運用v-t圖線進(jìn)行定性分析，則能順利比較、的大小，需要指

10、出的是，本例的v-t圖象是速率圖象，圖線下的面積表示路程，不表示位移。例2 列車在恒定功率的機(jī)車牽引下，從車站出發(fā)行駛5分鐘速度達(dá)到72千米/小時，那么這段時間內(nèi)列車行駛的距離。A. 小于3km；B. 等于3km；C. 大于3km；D. 不能確定解：72千米/小時=20m/s，5分鐘=300秒，列車以恒定功率起動，由P=Fv可知隨著v增大F將減小，加速度也減小，畫出v-t圖象（如圖3所示）。圖象下“面積”等于列車的位移，它大于畫陰影的三角形的“面積”，所以應(yīng)選C。圖3例3 （1996年全國高考試題）圖4中abcd為一邊長為、具有質(zhì)量的剛性導(dǎo)線框，位于水平面內(nèi)，bc邊中串接有電阻R，導(dǎo)線的電阻不

11、計，虛線表示一勻強(qiáng)磁場區(qū)域的邊界，它與線框的ab邊平行，磁場區(qū)域的寬度為,磁感強(qiáng)度為B，方向如圖5所示，線框在一垂直于ab邊的水平恒定拉力作用下，沿光滑水平面運動，直到通過磁場區(qū)域，已知ab邊剛進(jìn)入磁場時，線框便變?yōu)閯蛩龠\動，此時通過電阻R的電流大小為，試在圖6的i-x坐標(biāo)上定性畫出從導(dǎo)線框剛進(jìn)入磁場到完全離開磁場的過程中，流過電阻R的電流i的大小隨ab邊的位置坐標(biāo)x的變化曲線。圖4 圖5圖6解析：x從時，ab邊切割磁感線，磁場力與F平衡，線框勻速運動，；x從時，線框內(nèi)磁通量不變,，線框在F作用下做勻加速運動，x剛大于時，cd邊將以比原先ab邊更大的速度切割磁感線，從而在線框中形成大于的電流，

12、這時，磁場力大于F合外力為阻力，物體開始做減速運動，速度的減小將導(dǎo)致i減小、磁場力減小，合外力及加速度的減小，所以速度將減小得越來越慢，進(jìn)而造成電流減小得越來越慢，在x從時，圖線應(yīng)是向下的凹線，且時，如圖7所示。圖7電磁感應(yīng)中常涉及磁感強(qiáng)度B、磁通量、感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流i 隨時間t變化的圖象，即B-t圖象、-t圖象、圖象和i-t圖象，對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的情況，還常涉及感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流i隨導(dǎo)線或線圈位移x變化的圖象，即圖象和圖象。例4 在同一光滑水平面上有質(zhì)量分別為的兩個物體A和B，在某一時刻t=0時，正好平齊，A物靜止，B物速度為，方向與它們的長度方向平行，如圖所示，

13、在此時刻，如分別對兩物體同時加一大小相等方向相同的水平力F，水平力的方向與它們的長度方向平行，求它們能否在某一時刻達(dá)到相同的速度。解析：本題是討論題，因題意沒有說明F與是同向還是反向，所以要分F與是同向與反向兩種情況；又因題意沒有說明與的大小關(guān)系，所以要分別對：、，三種情況進(jìn)行討論，下面用速度時間圖象來進(jìn)行討論。1. 設(shè)F與同向，有（1）當(dāng)時，反映到速度圖線上表現(xiàn)為線的斜率大于線的斜率，如圖8所示，可見在任何時候線與線不能相交，即兩物體速度不可能達(dá)到相同。圖8（2）當(dāng)時，兩速度圖線和的斜率相等，線與線平行，不可能相交，說明兩物體的速度不會有相等的時候，如圖9所示。圖9（3）當(dāng)時，線的斜率小于線的斜率，兩條速度圖線能在某一時刻相交，說明兩物體的速度能在t為某一時刻相同，如圖10所示。圖10 2. 當(dāng)F與方向相反時，取F方向為正。（1）當(dāng)時，線的斜率小于線的斜率，從速度圖線上可見，線與線必能在t為某時刻時相交，如圖11所示，說明能在某時刻兩物體速度達(dá)到相同。圖11（2）當(dāng)時，線與線斜率相等，兩條圖線平行，不可相交，如圖12所示，說明兩物體的速度在任何時刻都不相同。圖12（3）當(dāng)時，線斜率大于線斜率，兩條圖線不可能相交，如圖13所示，因此兩物體的速度在任何時刻都不會相同。圖13