高中物理圖像法解題方法專題指導(dǎo)

1、高中物理圖像法解題方法專題指導(dǎo)一、方法簡(jiǎn)介圖像法是根據(jù)題意把抽像復(fù)雜的物理過(guò)程有針對(duì)性地表示成物理圖像，將物理量間的代數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)閹缀侮P(guān)系，運(yùn)用圖像直觀、形像、簡(jiǎn)明的特點(diǎn)，來(lái)分析解決物理問(wèn)題，由此達(dá)到化難為易、化繁為簡(jiǎn)的目的高中物理學(xué)習(xí)中涉及大量的圖像問(wèn)題，運(yùn)用圖像解題是一種重要的解題方法在運(yùn)用圖像解題的過(guò)程中，如果能分析有關(guān)圖像所表達(dá)的物理意義，抓住圖像的斜率、截距、交點(diǎn)、面積、臨界點(diǎn)等幾個(gè)要點(diǎn)，常常就可以方便、簡(jiǎn)明、快捷地解題二、典型應(yīng)用1 把握?qǐng)D像斜率的物理意義在 v-t圖像中斜率表示物體運(yùn)動(dòng)的加速度，在 s-t圖像中斜率表示物體運(yùn)動(dòng)的速度，在U-I 圖像中斜率表示電學(xué)元件的電阻，不同的

2、物理圖像斜率的物理意義不同2 抓住截距的隱含條件圖像中圖線與縱、橫軸的截距是另一個(gè)值得關(guān)注的地方，常常是題目中的隱含條件例 1、在測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)得出的一組數(shù)據(jù)作出U-I 圖像，如圖所示，由圖像得出電池的電動(dòng)勢(shì) E=_ V ，內(nèi)電阻r=_ .3 挖掘交點(diǎn)的潛在含意一般物理圖像的交點(diǎn)都有潛在的物理含意，解題中往往又是一個(gè)重要的條件，需要我們多加關(guān)注如：兩個(gè)物體的位移圖像的交點(diǎn)表示兩個(gè)物體“相遇”例 2、 A、 B 兩汽車站相距 60 km，從 A 站每隔 10 min 向 B 站開出一輛汽車，行駛速度為60 km h(1) 如果在 A 站第一輛汽車開出時(shí)， B 站也有一輛汽車

3、以同樣大小的速度開往A站，問(wèn) B 站汽車在行駛途中能遇到幾輛從A 站開出的汽車 ?(2) 如果 B 站汽車與 A 站另一輛汽車同時(shí)開出，要使 B 站汽車在途中遇到從A 站開出的車數(shù)最多，那么B 站汽車至少應(yīng)在A站第一輛車開出多長(zhǎng)時(shí)間后出發(fā)( 即應(yīng)與 A 站第幾輛車同時(shí)開出 )? 最多在途中能遇到幾輛車?(3) 如果 B 站汽車與 A站汽車不同時(shí)開出， 那么 B 站汽車在行駛途中又最多能遇到幾輛車?例 3、 如圖是額定電壓為100 伏的燈泡由實(shí)驗(yàn)得到的伏安特曲線，則 此燈泡的額定功率為多大?若將規(guī)格是“ 100 v 、100W”的定值電阻與此燈泡串聯(lián)接在100 v的電壓上，設(shè)定值電阻的阻值不隨溫

4、度而變化，則此燈泡消耗的實(shí)際功率為多大?4 明確面積的物理意義利用圖像的面積所代表的物理意義解題，往往帶有一定的綜合性，常和斜率的物理意義結(jié)合起來(lái)，其中 v 一 t 圖像中圖線下的面積代表質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移是最基本也是運(yùn)用得最多的例 4、在光滑的水平面上有一靜止的物體，現(xiàn)以水平恒力甲推這一物體，作用一段時(shí)間后，換成相反方向的水平恒力乙推這一物體當(dāng)恒力乙作用時(shí)間與恒力甲作用時(shí)間相同時(shí)，物體恰好回到原處，此時(shí)物體的動(dòng)能為32 J則在整個(gè)過(guò)程中，恒力甲做功等于多少?恒力乙做功等于多少 ?5 尋找圖中的臨界條件物理問(wèn)題常涉及到許多臨界狀態(tài)， 其臨界條件常反映在圖中， 尋找圖中的臨界條件， 可以使物理情景變

5、得清晰例 5、從地面上以初速度 2v0 豎直上拋一物體 A，相隔 t 時(shí)間后又以初速度 v0 從地面上豎直上拋另一物體 B，要使 A、B 能在空中相遇，則 t 應(yīng)滿足什么條件 ?6 把握?qǐng)D像的物理意義例 6、如圖所示，一寬40 cm 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里一邊長(zhǎng)為20 cm的正方形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場(chǎng)邊界的恒定速度v=20 cm s 通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線框有一邊始終與磁場(chǎng)區(qū)域的邊界平行取它剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻t=0 ，在下列圖線中，正確反映感應(yīng)電流隨時(shí)問(wèn)變化規(guī)律的是()三、針對(duì)訓(xùn)練()1汽車甲沿著平直的公路以速度v0 做勻速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)它路過(guò)某處的同時(shí)，該處有一輛汽

6、車乙開始做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)去追趕甲車根據(jù)上述的已知條件A 可求出乙車追上甲車時(shí)乙車的速度B 可求出乙車追上甲車時(shí)乙車所走的路程C 可求出乙車從開始起動(dòng)到追上甲車時(shí)所用的時(shí)間D 不能求出上述三者中任何一個(gè)()2在有空氣阻力的情況下，以初速v1 豎直上拋一個(gè)物體，經(jīng)過(guò)時(shí)間點(diǎn)又經(jīng)過(guò)時(shí)間t 2，物體由最高點(diǎn)落回到拋出點(diǎn)，這時(shí)物體的速度為v2，則A v2=v1, t2=t 1B v2v1, t2t 1C v2t 1D v2v1, t2t 1t 1，到達(dá)最高()3、一顆速度較大的子彈，水平擊穿原來(lái)靜止在光滑的水平面上的木塊，設(shè)木塊對(duì)子彈的阻力恒定，則子彈入射速度增大時(shí)，下列說(shuō)法正確的是A、木塊獲得的動(dòng)

7、能變大B、木塊獲得的動(dòng)能變小C、子彈穿過(guò)木塊的時(shí)間變長(zhǎng)D、子彈穿過(guò)木塊的時(shí)間不變4、一火車沿直線軌道從靜止發(fā)出由A 地駛向 B 地，并停止在B 地 A、 B 兩地相距s，火車做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其加速度最大為a1，做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其加速度的絕對(duì)值最大為a2，由此可以判斷出該火車由A 到 B 所需的最短時(shí)間為_.5、一質(zhì)點(diǎn)沿x 軸做直線運(yùn)動(dòng)，其中v 隨時(shí)間 t 的變化如圖 (a) 所示， 設(shè) t=0 時(shí)，質(zhì)點(diǎn)位于坐標(biāo)原點(diǎn)O處試根據(jù)v-t圖分別在 (b) 及圖 (c) 中盡可能準(zhǔn)確地畫出：(1) 表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度 a 隨時(shí)間 t 變化關(guān)系的 a-t 圖；(2) 表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移 x 隨時(shí)間 t 變化

8、關(guān)系的 x-t 圖6、物體從某一高度由靜止開始滑下，第一次經(jīng)光滑斜面滑至底端時(shí)間為 t 1，第二次經(jīng)過(guò)光滑曲面ACD滑至底端時(shí)間為t 2，如圖所示，設(shè)兩次通過(guò)的路程相等，試比較t 1 與 t 2 的大小關(guān)系7、兩光滑斜面高度相等，乙斜面的總長(zhǎng)度和甲斜面的總長(zhǎng)度相等， 只是由兩部分接成， 如圖所示將兩個(gè)相同的小球從斜面的頂端同時(shí)釋放，不計(jì)在接頭處的能量損失，問(wèn)哪個(gè)先滑到底端?8 、 A、B 兩點(diǎn)相距s，將 s 平分為 n 等份今讓一物體( 可視為質(zhì)點(diǎn) ) 從 A 點(diǎn)由靜止開始向 B 做加速運(yùn)動(dòng)，物體通過(guò)第一等份時(shí)的加速度為a，以后每過(guò)一個(gè)等分點(diǎn)，加速度都增加 a/n ，試求該物體到達(dá)B 點(diǎn)的速度

9、9、質(zhì)量 m=1 kg 的物體 A 開始時(shí)靜止在光滑水平地面上，在第1，3，5 奇數(shù)秒內(nèi)，給A 施加同向的 2 N 的水平推力 F，在 2， 4，6 偶數(shù)秒內(nèi)，不給施加力的作用，問(wèn)經(jīng)多少時(shí)間， A 可完成 s=100 m 的位移10、一只老鼠從老鼠洞沿直線爬出，已知爬出速度v 的大小與距洞口的距離s 成反比，當(dāng)老鼠到達(dá)洞口的距離 s1=1m的 A 點(diǎn)時(shí)，速度大小為 v1=20cm/s ，當(dāng)老鼠到達(dá)洞口的距離 s2=2m 的 A 點(diǎn)時(shí)，速度大小為 v2 為多少？老鼠從 A 點(diǎn)到達(dá) B 點(diǎn)所用的時(shí)間 t 為多少？例題解析：例 1. 【解析】電源的U-I 圖像是經(jīng)常碰到的，由圖線與縱軸的截距容易得出

10、電動(dòng)勢(shì)E=1.5 V ，圖線與橫軸的截距06 A 是路端電壓為0 80 伏特時(shí)的電流，( 學(xué)生在這里常犯的錯(cuò)誤是把圖線與橫軸的截距06 A 當(dāng)作短路電流，而得出r=E/I短 =2.5 的錯(cuò)誤結(jié)論 )故電源的內(nèi)阻為:r = U/ I=1.2 .例 2. 【解析 】依題意在同一坐標(biāo)系中作出分別從A、B 站由不同時(shí)刻開出的汽車做勻速運(yùn)動(dòng)的s 一 t 圖像，如圖所示從圖中可一目了然地看出： (1) 當(dāng) B 站汽車與 A 站第一輛汽車同時(shí)相向開出時(shí)， B 站汽車的 s 一 t 圖線 CD與 A 站汽車的 s-t 圖線有 6 個(gè)交點(diǎn) ( 不包括在 t 軸上的交點(diǎn) ) ，這表明 B站汽車在途中 ( 不包括在

11、站上 ) 能遇到 6 輛從 A 站開出的汽車(2) 要使 B 站汽車在途中遇到的車最多，它至少應(yīng)在 A 站第一輛車開出50 min 后出發(fā)，即應(yīng)與A 站第 6 輛車同時(shí)開出此時(shí)對(duì)應(yīng) B 站汽車的 s t 圖線 MN與 A站汽車的s 一 t 圖線共有 11 個(gè)交點(diǎn) ( 不包括 t 軸上的交點(diǎn)) ，所以 B 站汽車在途中 ( 不包括在站上 ) 最多能遇到 1l 輛從 A 站開出的車 (3) 如果 B 站汽車與 A 站汽車不同時(shí)開出，則 B 站汽車的 s-t 圖線 ( 如圖中的直線 PQ)與 A 站汽車的 s-t圖線最多可有12 個(gè)交點(diǎn)，所以B 站汽車在途中最多能遇到12 輛車?yán)?3.【解析 】由圖

12、線可知：當(dāng)U=100 V， I=0.32 A, P=UI=1000.32=32 W;定值電阻的阻值R=100 1U L由 U +U=100 V ，得： U +100I=100 V, I=LRL100作該方程的圖線 ( 如圖乙中直線 ) ，它跟原圖線的交點(diǎn)的坐標(biāo)為：I 1=0.29 A， UL1=7l V ；此交點(diǎn)就是燈泡的工作點(diǎn)，故燈泡消耗的實(shí)際功率：PL1=I 1UL120W.例 4. 【解析】這是一道較好的力學(xué)綜合題，涉及運(yùn)動(dòng)、力、功能關(guān)系的問(wèn)題粗看物理情景并不復(fù)雜，但題意直接給的條件不多， 只能深挖題中隱含的條件下圖表達(dá)出了整個(gè)物理過(guò)程， 可以從牛頓運(yùn)動(dòng)定律、 運(yùn)動(dòng)學(xué)、 圖像等多個(gè)角度解出， 應(yīng)用圖像方法，簡(jiǎn)單、直觀作出速度一時(shí)間圖像( 如圖a所示 ) ，位移為速度圖線與時(shí)間軸所夾的面積， 依題意，總位移為零，即 0AE 的面積與 EBC面積相等，由幾何知識(shí)可知ADC 的面積與 ADB 面積相等，故 0AB的面積與 DCB面積相等 ( 如圖 b 所示 ) 即： 1 （ v12t 0） =1 v2t 022解得 ：v2=2v1由題意知 , 1mv 22=32J, 故 1 mv12=8J,2121根據(jù)動(dòng)能定理有222W 1=mv 1 =8J, W 2=m(v 2 -v 1 )=24J22例 5. 【解析】在同一坐標(biāo)系中作兩物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的s-t圖像，如圖要A、B 在空中相