高中物理 熱點(diǎn)問(wèn)題講座2 圖像問(wèn)題的處理方法

1、2021/8/11 星期三1圖像問(wèn)題的處理方法2021/8/11 星期三2 圖像是表示物理規(guī)律的方法之一，它可以直觀地反映某一物理量隨另一物理量變化的函數(shù)關(guān)系，形象地描述物理規(guī)律應(yīng)用圖像不僅可以直接求出或讀出某些待求物理量，還可以用來(lái)驗(yàn)證某些物理規(guī)律，測(cè)定某些物理量，分析或解決某些復(fù)雜的物理過(guò)程2021/8/11 星期三3A利用圖像線或點(diǎn)1A利用圖像的截距3A利用圖像的斜率2A利用圖像的面積4 在高中物理教材中有許多知識(shí)點(diǎn)涉及到圖像,如速度時(shí)間圖像，振動(dòng)圖像，波動(dòng)圖像，分子間作用力圖像，伏安特性曲線圖像，電壓時(shí)間圖像，電流時(shí)間圖像等。圖像問(wèn)題常見(jiàn)的解法有：2021/8/11 星期三4&利用圖像

2、線或點(diǎn)圖像中線反映的是物理過(guò)程，點(diǎn)反映的是物理狀態(tài)，可據(jù)此列方程求解問(wèn)題。【理論闡述】2021/8/11 星期三5【典例導(dǎo)悟】1.放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物塊速度v與時(shí)間t 的關(guān)系如圖所示。取重力加速度g10m/s2。由此兩圖線可以求得物塊的質(zhì)量m 和物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為( ) Am 0.5kg，0.4 Bm 1.5kg，2/15Cm 0.5kg，0.2 Dm 1kg，0.22021/8/11 星期三62130246810F/Nts202468104tsv/m/s2021/8/11 星期三7解析：4s-6s，由F-t圖像得F2

3、=2N，由v-t圖像得物體勻速運(yùn)動(dòng)，故F2=mg。2s-4s由F-t圖像得F1=3N，由v-t圖像得物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，a=2m/s2,故F1-mg=ma。解上述兩方程得m=0.5kg,=0.4，故選A。2021/8/11 星期三82.如圖是兩個(gè)共點(diǎn)力的合力F跟兩個(gè)分力的夾角的關(guān)系圖像,下面的分析中正確的是( ).A.F的取值范圍是2NF10NB.F的取值范圍是4NF14NC.兩個(gè)分力分別是6N和8ND.兩個(gè)分力分別是2N和10N2021/8/11 星期三9解析：根據(jù)點(diǎn)（1.0，2）建立方程F1-F2=2，根據(jù)點(diǎn)（0.5，10）建立 方程解得F1=8N， F2=6N,故選C。2021/8/11

4、星期三10&利用圖像的斜率物理圖像的斜率代表兩個(gè)物理量增量的比值，其大小往往代表另一物理量值如-圖像的斜率為速度，-圖像的斜率為加速度、-圖像的斜率為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、U-圖像的斜率的絕對(duì)值為負(fù)載的電阻等，可據(jù)此解題。【理論闡述】2021/8/11 星期三11【典例導(dǎo)悟】（2009江蘇高考）如圖所示，兩質(zhì)量相等的物塊A、B通過(guò)一輕質(zhì)彈簧連接，B足夠長(zhǎng)、放置在水平面上，所有接觸面均光滑。彈簧開(kāi)始時(shí)處于原長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終處在彈性限度內(nèi)。在物塊A上施加一個(gè)水平恒力，A、B從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到第一次速度相等的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的有（ ）2021/8/11 星期三12A當(dāng)A、B加速度相等時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能最大

5、B當(dāng)A、B加速度相等時(shí)，A、B的速度差最大C當(dāng)A、B的速度相等時(shí)，A的速度達(dá)到最大D當(dāng)A、B的速度相等時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大2021/8/11 星期三13解析：處理本題的關(guān)鍵是對(duì)物體進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，使用圖像處理則可以使問(wèn)題大大簡(jiǎn)化。對(duì)A、B在水平方向受力分析如圖，F(xiàn)1為彈簧的拉力；當(dāng)加速度大小相同為a時(shí)，對(duì)有 F-F1=ma，對(duì)有F1=ma，解得F=2ma ，在整個(gè)過(guò)程中的合力（加速度）一直減小而的合力（加速度）一直增大，在達(dá)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）。2021/8/11 星期三14兩物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖

6、像如圖：tl時(shí)刻，兩物體加速度相等，斜率相同，速度差最大，t2時(shí)刻兩物體的速度相等，速度達(dá)到最大值，兩實(shí)線之間圍成的面積有最大值即兩物體的相對(duì)位移最大，彈簧被拉到最長(zhǎng)；除重力和彈簧彈力外其他力對(duì)系統(tǒng)做正功，系統(tǒng)機(jī)械能增加，tl時(shí)刻之后拉力依然做正功，即加速度相等時(shí)，系統(tǒng)機(jī)械能并非最大值。故選BCD。2021/8/11 星期三15&利用圖像的截距截距是圖線與兩坐標(biāo)軸的交點(diǎn)所代表的坐標(biāo)數(shù)值，該數(shù)值具有一定的物理意義可據(jù)此解題?！纠碚撽U述】2021/8/11 星期三16【典例導(dǎo)悟】某同學(xué)做了如下的力學(xué)實(shí)驗(yàn)：一個(gè)質(zhì)量為m的物體放在水平面上，物體受到向右的水平拉力F的作用后運(yùn)動(dòng)，設(shè)水平向右為加速度的正方

7、向，如圖（）所示現(xiàn)測(cè)得物體的加速度與拉力F之間的關(guān)系如圖（）所示，由圖像可知，物體的質(zhì)量_；物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)_ 2021/8/11 星期三17解析 ：分析題給圖像，寫(xiě)出加速度與拉力F的函數(shù)關(guān)系式為 0.，根據(jù)牛頓第二定律得 ()/比較上述兩個(gè)關(guān)系式的系數(shù)，得 圖線的斜率 k=/0.， 縱軸上截距 b=-所以，物體的質(zhì)量為 ，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.2021/8/11 星期三18&利用圖像的面積有些物理圖像的圖線與橫軸所圍的面積的值，它常代表另一個(gè)物理量的大小學(xué)習(xí)圖像時(shí)，有意識(shí)地利用求面積的方法，計(jì)算有關(guān)問(wèn)題，可使有些物理問(wèn)題的解答變得簡(jiǎn)便如-圖中，圖像與軸所夾的面積代表位移

8、，F(xiàn)-s圖像與s軸所夾的面積代表功，-圖像與軸所夾的面積代表沖量s-(1/)圖像與/軸所夾的面積代表時(shí)間等【理論闡述】2021/8/11 星期三19【典例導(dǎo)悟】1. 一輛汽車在恒定的功率牽引下，在平直公路上由靜止出發(fā)，經(jīng)4min的時(shí)間行駛1.8km，則在4min末汽車的速度（ ） A、等于7.5m/s B、大于7.5m/s C、等于15m/s D、小于15m/s2021/8/11 星期三20解析：選B、D。由題意知，平均速率v=7.5m/s，假設(shè)一勻加速物體相同時(shí)間內(nèi)行駛相同距離則它的末速度為15m/s，用它來(lái)作對(duì)比；而此汽車以恒定功率牽引，PFv，隨v增大F減小則a減小，作v-t圖則汽車運(yùn)動(dòng)

9、的圖線斜率是不斷減小的，也就是圖線是上凸的；2021/8/11 星期三21而對(duì)比物體運(yùn)動(dòng)是一直線，在4min末時(shí)v=15m/s，而在4min末時(shí)兩物體位移一樣，即v-t圖下方面積一樣，汽車的圖線又是上凸的則必定4min之內(nèi)，前一階段汽車圖線在對(duì)比圖線上方，后一階段在其下方才能保證面積相同，于是在4min末時(shí)車速一定小于15m/s而大于7.5m/s2021/8/11 星期三22【典例導(dǎo)悟】2.在某次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得一只“6V、3.6W”小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示。另有一只定值電阻R =16，一個(gè)電動(dòng)勢(shì)E = 8V的電池組，其內(nèi)阻不計(jì).若把小燈泡、定值電阻、電池組連接成如圖乙所示的電路時(shí)，則小燈泡所消耗的電功率是多大？此時(shí)小燈泡的電阻又是多大？RLE圖乙圖甲2021/8/11