高中物理解题研究.

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1、物理解题研究专题（二） 图 象 法 金桥高级中学物理组 许改亲 识图就是在题干中给出一个图象后，通过“看”来寻找规律和解题 的突破口那么，看什么呢？为方便记忆，我总结为“六看”： l1、看“轴”. 先要看清坐标系中横轴、纵轴所代表的物理量，即图像是描述 的哪两个物理量间的关系，同时要注意单位和标度 l2、看“线”. “线”上的一个点，一般反映两个量的瞬时对应关系；“线”上的一 段一般对应一个物理过程 l3、看“斜率” 图象的斜率是两个轴所代表的物理量的变化之比，它往往代表 另一个物理量的规律例如， xt图象的斜率表示速度， vt 图象的斜率表示加速度 解题思路 l4、看“面”，即“面积” 图象

2、和坐标轴所夹的面积也往往代表另一个物理量的规律 这要看两轴所代表的物理量的乘积有无实际意义，这可 以从物理公式分析，也可以从单位的角度分析如x和t乘 积无意义，我们在分析xt图象时就不用考虑“面积”；而v 和t的乘积表示位移，我们在分析v-t图象是就可以考虑“面 积”； l5、看“截距”. 截距一般代表物理过程的初始情况，如t=0时的位移和速度 或 t=0时刻的位移 (质点出发点的位置) l6、看“特殊点”. 如交点，拐点（转折点）等如x-t图象的交点表示两质点 相遇；而v-t图象的交点表示两质点速度相等 图像在物理解题中的主要应用有以下三个方面： 一根据提供的物理情境画出相对应的图像 例1

3、（上海高考题） 有两个光滑固定斜面AB和BC，A和C两点在同一水平面上，斜面BC 比斜面AB长(如图).一个滑块自A点以速度vA 上滑，到达B点时速度减小为零，紧接着沿BC 滑下.设滑块从A点到C点的总时间是t，那么 下列四个图中，正确表示滑块速度的大小v随 时间t变化规律的是 （ ） 1、如图所给的这些图像（v指速度，t指时间）中 ，那一个是在现实生活中不可能存在的（ ） 练一练 二从图像中寻求物理信息，利用图像的各种含义 所对应的物理量求解物理问题 1利用图像横、纵坐标对应物理含义求解物理问题 （直接应用图像横、纵坐标的含义是图像法的基本应用 ） 例 2 (06高考广东) 如图所示，甲、乙

4、、丙、丁是以时间为轴的匀变速直线运 动的图象，下列说法正确的是：（ ） A、甲是at图象 B、乙是st图象 C、丙是st图象 D、丁是vt图象 2利用图像的斜率以及截距对应的物理含义来求 解物理问题 （由函数关系式可以确定图像斜率的物理含义 ） 例 3 一物体置于水平面上，受到一水平力F作用沿水 平面作直线运动其加速度a随拉力F变化的图线如图3 所示。由图象可计算出物体的质量m= ，物体与水 平面的动摩擦因数为 (g取10m/s2) -3 图3 3.在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是指汽 车刹车后，停止转动的轮胎在地面上滑动时留下的痕迹。刹车线的长度 s既与汽车开始刹车时

5、的速度有关，也与汽车轮胎和路面间的动摩擦因 数有关。右图为某种汽车在地面I和地面上刹车时，s与v2的关系图象 。若用 、 分别表示汽车轮胎和地面I、间的动摩擦因数。则关于 和 的大小关系，下列判断正确的是 ( ) A B = C D条件不足，无法判断 练一练 例 4 甲、乙两物体沿直线同时由向运动，甲以3m/s 的速度做匀速运动，乙先做初速为零，加速度为3m/s2的 匀加速运动，运动一段时间后，又改做加速度大小为 2m/s2的匀减速直线运动，当乙的速度为零时，甲、乙两 物体恰好同时到达点，则到达点前，甲、乙相遇几次 （不包括出发点）？ t/s S/m O 3利用图像相交点对应的物理含义求解物理

6、问题 （图像中相交点的含义往往是两过程中所处的相同状态，可利用该共同 状态进行分析） 3、如图所示是甲、乙两物体从同一地点同一方向运动的v -t 图像，其中 t2=2t1，则下列结论中正确的是 ( ) A.在t 1 时刻乙物体在前，甲物体在后 B.甲的加速度比乙大 C.在t 1时刻甲、乙两物体相遇 D.在t 2 时刻甲、乙两物体相遇 练一练 BD 质量m=20 kg的物体，在大小恒定的水平外力F的 作用下，沿水平面做直线运动.02 s内F与运动方 向相反，2 s4 s内F与运动方向相同.物体的速度 时间图 象如图3218所示.g取10 m/s2.求物体与水 平面间的动摩擦因数. 课后作业 例

7、5 上述例4补问：到达点前，甲、乙相距最远为多少 ？ 4利用图像的面积对应的含义求解物理问题 （应用图像的面积时应注意面积正、负与所对应物理量的 方向有关） t/s v/(m/s) 0 2 4 6 246 3 5 乙 甲 P Q 4. 从10米深的水井中将质量为10kg的水桶匀速提上来 ，由于水桶漏水，每升高1米，漏水0.2kg，则要做的 功为多少焦耳？（g=10N/kg） 提示 根据题目的条件可以知 道，力与位移是成线性关系， 做出Fs的图像，如图所示， 该图像所围的面积表示力对位 移的积累，也就是F所做的功。 答案900J 练一练 例6. 一物体在一水平直线上运动，其加速度慢慢地变 小，如

8、果物体一段时间的初速度为，末速度为 ，则时间 内物体的平均速度 为：（ ） A. B. C. D. 无法确定 2 0t VV v + 2 0t VV v + B 5. 一列火车在恒定功率的牵引下由静止从车站出发 ，沿直轨道运动，行驶5min后，速度达到20m/s，设 列车受阻力恒定，则可判定出列车在这段时间内行 驶的距离为（ ） A一定大于3km B可能等于3km C一定小于3km D条件不足，无法判断 练一练 A 6、（2006年高考题） a、b两物体从同一位置出发沿同一直线运动，它们的速度时 间图象如图所示，则下列说法中正确的是：（ ） A、a、b均加速时，物体a的加速度大于物体b的加速度

9、； B、20秒时a、b两物体相距最远； C、60秒时，物体a在物体b的前面； D、40秒时，a、b两物体速度相等，相距为200m。 b v（m/s） t/s O 40 10 204060 a C 5从图像中展现物理情境 （结合图像特征及运动特点确定物体运动情境） 例 7 物体在受到与其初速度方向一致的合外力作用下 作直线运动，合外力的大小随时间t 的变化情况如图 示，则物体的速度 （ ） A.先变大后变小 B.先变小后变大 C.一直变小 D.一直变大 D 7.（全国高考题，18）质点所受的力F随时间变化 的规律如图所示，力的方向始终在一直线上。已知 t0时质点的速度为零。在图3所示的t1、t2

10、、t3和 t4各时刻中，哪一时刻质点的动能最大（ ） At1Bt2Ct3Dt4 练一练 B 6利用图像获取信息 （结合图像与所学知识内容，从图像中获取相关有用信息是利用图像求 解物理问题高层次的要求） 例 8 质量为2kg的物体静止在光滑的水平地面上，作用在 物体上的水平推力F与时间t的关系图线如图所示，求物体在 前14s内的位移。（g=10N/kg） 参考答案： 148m 7. 质量为2kg的物体静止在水平地面上，物体与地 面间的动摩擦因数为0.1，作用在物体上的水平推力 F与时间t的关系图线如图所示，求物体在前14s内的 位移。（g=10N/kg） 练一练 答案：51m 8、（2006广东

11、） 一个质量为4kg的物体静止在足够大的水平地面上，物 体与地面间的动摩擦因数u=0.1。从t=0开始，物体受到一个 大小和方向呈周期性变化的水平力F作用，力F随时间的变化 规律如图所示。求83秒内物体的位移大小和力F对物体所做 的功。（取10m/s2） 解析 当物体在前半周期时，由牛顿第二定律，得： ，解得： 当物体在后半周期时，由牛顿第二定律，得： ， 解得： , 根据以上分析，作vt图像如图所示。 根据vt图像，易求出一个周期的位移为 s1=8m，第83秒 内的位移s2=3m，前 83 秒内物体的总位移大小为 s=167m 。 一个周期 F 做的功为： 力 F 对物体所做的总功： 。 答

12、案676J 三利用图像处理实验数据 例 9 （05上海高考） (7分) 科学探究活动通常包括以下环节：提出问题，作出假设，制定计划，搜集证 据，评估交流等一组同学研究“运动物体所受空气阻力与运动速度关系”的 探究过程如下： A有同学认为：运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关 B他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象，用超声测距仪等仪器测量“小 纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律，以验证假设 C在相同的实验条件下，同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中 不同时刻的下落距离，将数据填入表1中，图(a)是对应的位移一时间图线 然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中

13、下落，分别测出它们的速度一 时间图线，如图(b)中图线l、2、3、4、5所示 D同学们对实验数据进行分析、归纳后，证实了他们的假设 物理实验中的数据处理一般有三种方式，一是列表法，二是 函数关系法，三是图象法，其中用图象法处理实验数据是高考考 查学生分析问题和解决问题能力的一种方法。 回答下列提问： (1)与上述过程中A、C步骤相应的科学探究环节分别是 (2)图(a)中的AB段反映了运动物体在做运动，表 中X处的值为 (3)图(b)中各条图线具有共同特点，“小纸杯”在下落的开始阶 段做运动，最后“小纸杯”做： 运动 (4)比较图(b)中的图线l和5，指出在1.01.5s时间段内，速 度随时间变化关系的差异： 时间 (s) 下落距离 (m) 0.00.000 0.40.036 0.80.469 1.20.957 1.61.447 2.0X表 1 参考答案： (1)作出假设、搜集证据 (2)匀速运动，1.937 (3)加速度逐渐减小的加速运动，匀速运动 (4)图线1反映速度不随时间变化，图线5反映速度随 时间继续增大(或图线1反映纸杯做匀速运动，图线5 反映纸杯依然在做加速度减小的加速运动)