最新图像法在物理中的应用PPT课件.ppt
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1、21. 图象概述及图象概述及 常见的图线常见的图线,2. 图像的图像的 物理意义;物理意义; 分子力及共振曲线分子力及共振曲线 电源的输出功率电源的输出功率 例例13. 图像的横、纵轴的物理意义;图像的斜率、截距、图像的横、纵轴的物理意义;图像的斜率、截距、 所围面积、极值点、起始点的所围面积、极值点、起始点的 意义;意义; 光电效应方程光电效应方程 闭合电路的闭合电路的U-I 图象图象 例例2 例例34.明确图像描述的函数关系;所对应的物理情景;应用图像判明确图像描述的函数关系;所对应的物理情景;应用图像判 断出相应的断出相应的 物理过程;物理过程; 2001年春年春 例例4 例例5 例例6
2、5. 根据运动过程的分析画出图像,根据运动过程的分析画出图像, 例例7 例例8 例例9 例例106. 借助图像解决有关物理问题。借助图像解决有关物理问题。 例例11 例例12 例例13 例例14 电热灭蚊器电热灭蚊器 例例15 例例16 2001年高考年高考20 2005年苏锡常镇一模年苏锡常镇一模1205年徐州市第二次质量检测年徐州市第二次质量检测12 例例17 练习练习图像法在物理中的应用图像法在物理中的应用9光电效应方程光电效应方程爱因斯坦爱因斯坦 Ekm= h W作出方程的图线如图示:作出方程的图线如图示:Ekm 0横轴横轴入射光子的频率入射光子的频率纵轴纵轴打出光电子的最大初动能打出
3、光电子的最大初动能0-W横轴截距横轴截距极限频率极限频率纵轴截距的绝对值纵轴截距的绝对值逸出功逸出功斜率斜率普朗克恒量普朗克恒量10闭合电路的闭合电路的U-I 图象图象uO I Im IEU M(I,U)b aN右图中右图中a 为电源的为电源的U-I 图象;图象;b 为外电阻的为外电阻的U-I图象;图象;两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流 和路端电压;和路端电压;交点和原点之间的矩形的面积表示输出功率;交点和原点之间的矩形的面积表示输出功率;a 的斜率的绝对值表示内阻大小;的斜率的绝对值表示内阻大小; b 的斜率的绝对值表示外电阻的大小
4、;的斜率的绝对值表示外电阻的大小;当两个斜率相等时(即内、外电阻当两个斜率相等时(即内、外电阻相等时相等时)图中矩形面积最大,即输图中矩形面积最大,即输出功率最大(可以看出当时路端电出功率最大(可以看出当时路端电压是电动势的一半,电流是最大电压是电动势的一半,电流是最大电流的一半)。流的一半)。11 例例2、如图所示的图线、如图所示的图线,A是某电源的是某电源的UI图线图线,B是电阻是电阻R的的UI 图线图线,这个电源的电动势等于这个电源的电动势等于_,内电阻等于内电阻等于 ,电阻,电阻R的阻值等于的阻值等于 ,用这个电源和这个电阻用这个电源和这个电阻R串联成闭合电路,电源输出串联成闭合电路,
5、电源输出的电功率等于的电功率等于_,电源的效率是,电源的效率是 。3.0V0.501.0虚线和坐标轴所包围的面积虚线和坐标轴所包围的面积等于输出功率等于输出功率, P出出=4W4.0W= P出出 / P总总=4/6=67%67%I / AU / V0 0 2 4 6 BA12312 例例3 、在测定玻璃砖的折射率的实验中,根据测在测定玻璃砖的折射率的实验中,根据测得的入射角和折射角的正弦值画出如图所示的图线,得的入射角和折射角的正弦值画出如图所示的图线,已知直线已知直线OA与横轴的夹角与横轴的夹角,光线是由空气射入玻璃,光线是由空气射入玻璃砖的,由图可知砖的,由图可知 ( )A入射角为入射角为
6、1,玻璃砖的折射率为,玻璃砖的折射率为tgB入射角为入射角为2,玻璃砖的折射率为,玻璃砖的折射率为tgC入射角为入射角为1,玻璃砖的折射率为,玻璃砖的折射率为ctgD入射角为入射角为2,玻璃砖的折射率为,玻璃砖的折射率为ctgsin10.40.200 0.2 0.4 0.6 0.8sin2A C 13 将 物 体 以 一 定 的 初 速 度 竖 直 上将 物 体 以 一 定 的 初 速 度 竖 直 上抛若不计空气阻力,从抛出到落回原地的抛若不计空气阻力,从抛出到落回原地的整个过程中,下列四个图线中正确的是整个过程中,下列四个图线中正确的是 ( )2001年春年春mgh=mg (v0 t - 1
7、/2 gt2 ) B C p=mv=m(v0 -gt) Ek= Ek0 - mghABCD动动量量大大小小动动量量大大小小势势能能时间时间 时间时间 高度高度 高度高度0000动动能能14 例例4、蹦床有、蹦床有“空中芭蕾空中芭蕾”之称。在之称。在2001年年11月广东举行的第九届全运会上,蹦床首次被列月广东举行的第九届全运会上,蹦床首次被列入正式比赛项目,下列图中能反映运动员从高处入正式比赛项目,下列图中能反映运动员从高处落到蹦床后又被弹回过程中,加速度随时间变化落到蹦床后又被弹回过程中,加速度随时间变化情况的是情况的是 ( ) CABCDaaaat0000ttt15 例例5、 物体在受到与
8、其初速度方向一致的合外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力作用下作直线运动,合外力的大小随时间t 的变化的变化情况如图示,则物体的速度情况如图示,则物体的速度 ( ) A. 先变大后变小先变大后变小 B. 先变小后变大先变小后变大C. 一直变小一直变小 D. 一直变大一直变大0Ft D 练习、如图示的四个图象中,能够正确反映一练习、如图示的四个图象中,能够正确反映一种元素的同位素原子核的质量数种元素的同位素原子核的质量数M与其中子数与其中子数N之之间的关系的是间的关系的是 ( ) 0MN0MN0MN0MNB16 例例6、正弦交变电流图象如图所示,其感应、正
9、弦交变电流图象如图所示,其感应电动势的最大值为电动势的最大值为_ _ V,当线圈转速变为,当线圈转速变为原来的原来的 倍时,所产生交变电动势的有效值倍时,所产生交变电动势的有效值_V周期为周期为 s250e/Vt/s00.120.040.080.16-5050500.05617 例例7、 一辆汽车在起动过程中,当速度达到一辆汽车在起动过程中,当速度达到5m/s时保持功率不变,从此时起以时保持功率不变,从此时起以0.5min钟时间钟时间内行驶了内行驶了300m,则在这,则在这0.5min末,汽车的速度末,汽车的速度( )A. 可能等于可能等于20 m/s B. 小于小于15 m/s C. 等于等
10、于15 m/s D. 大于大于15 m/s解:解:汽车功率保持不变,速度逐渐增大,加速汽车功率保持不变,速度逐渐增大,加速度逐渐减小,画出汽车的速度图线,度逐渐减小,画出汽车的速度图线,5 0v/ms-1t/s30若为匀变速运动,如图虚线示,则若为匀变速运动,如图虚线示,则 v=15m/s,可见应选可见应选B B 18甲甲0v/ms-1t/s t1 t2乙乙 例例8、 如图示是甲、乙两物体从同一地点同一如图示是甲、乙两物体从同一地点同一方向运动的方向运动的v-t 图像,其中图像,其中 t2=2t1,则下列结论中正,则下列结论中正确的是确的是 ( )A. 在在t 1 时刻乙物体在前,甲物体在后时
11、刻乙物体在前,甲物体在后B. 甲的加速度比乙大甲的加速度比乙大C. 在在t 1时刻甲、乙两物体相遇时刻甲、乙两物体相遇D. 在在t2 时刻甲、乙两物体相遇时刻甲、乙两物体相遇B D19 例例9、雨滴从高中由静止落下,若雨滴下、雨滴从高中由静止落下,若雨滴下落时空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大落时空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增大,下列图象可能正确反映雨滴下落运而增大,下列图象可能正确反映雨滴下落运动情况的是动情况的是 ( )D ABC0vt0vt0at0vt C 20例例10、起重机提起重物时、起重机提起重物时,重物运动的重物运动的v-t 图线如图示图线如图示,请定性作出起重机的输入功
12、率随时间变化的图象。请定性作出起重机的输入功率随时间变化的图象。0vt t1 t2 t3v解解:0t1内内 F1=m(g+a1) P1= F1v1= F1 a1t t=t 1 P1= F1 a1t1 mg vt1t2内内 F2=mg P2= F2 v = mgvt2t3内内 F3=m(g-a2) P3= F3 v3 =m (g-a2)(v- a2t)t=t2 P2= mgv m (g-a2)v画出图象如图示画出图象如图示0Pt t1 t2 t3mg v21 例例11、如图是额定电压为、如图是额定电压为100伏的灯泡由实验得伏的灯泡由实验得到的图线到的图线,则此灯泡的额定功率为多大则此灯泡的额定
13、功率为多大?若将规格是若将规格是“100V、100W”的定值电阻与此灯泡串联接在的定值电阻与此灯泡串联接在100V 的电压上,设定值电阻的阻值不随温度而变化,则的电压上,设定值电阻的阻值不随温度而变化,则此灯泡消耗的实际功率为多大?此灯泡消耗的实际功率为多大?I/AU/V50 1000.20.100.3解解: 由图线可知:当由图线可知:当U=100V I=0.32A P=UI=1000.32=32WUL+UR =100VUL +100I =100V即即I =1.00 - UL /100作该方程的图线,作该方程的图线,它跟原图线的交点的坐标为它跟原图线的交点的坐标为 I1 =0.28A UL1
14、=72VPL1=I1UL1 =20W22 例例12、如图示,两个光滑斜面的总长度相等、高度、如图示,两个光滑斜面的总长度相等、高度也相等,两小球分别由静止从顶端下滑,若小球在图也相等,两小球分别由静止从顶端下滑,若小球在图中转折点无能量损耗,则中转折点无能量损耗,则 ( )A. 两球同时落地两球同时落地 B. b球先落地球先落地C. a球先落地球先落地 D.无法确定无法确定ab解:解:若用公式求解此题很繁琐,应用若用公式求解此题很繁琐,应用v-t图分析较简单。图分析较简单。b球下滑的加速度开始大于球下滑的加速度开始大于a球,后来的加速度小于球,后来的加速度小于a球球.因为下落高度相等,所以最终
15、速度相等;因为下落高度相等,所以最终速度相等;因为路程相等,因为路程相等, 所以图线所围的面积相等。所以图线所围的面积相等。v-t图线如图示:图线如图示:vtvtab0tatb不难看出,不难看出, tb r1 , B C 错错 对选项对选项 D,分析如下:,分析如下:可见可见D正确正确A DIU2124 例例14、 一只老鼠从洞口爬出后沿一直线运动一只老鼠从洞口爬出后沿一直线运动,其速度其速度大小与其离开洞口的距离成反比大小与其离开洞口的距离成反比,当其到达距洞口为当其到达距洞口为d 1 的的A点时速度为点时速度为v 1,若,若B点离洞口的距离为点离洞口的距离为d 2 (d 2 d 1 ),求
16、老鼠由,求老鼠由A 运动到运动到B 所需的时间所需的时间解:解:v1=k/d1 k=d1 v1 1/v1= d1 / kv2=k/d2= d1v1 / d2 1/v2= d2 / d1 v1 作出作出vd图线,见图线,图线,见图线,vdd1 d20v2v1将将vd图线转化为图线转化为1/v-d图线,图线,1/vd d1 d21/v21/v10取一小段位移取一小段位移d,可看作匀速运动,可看作匀速运动,1/vdt= d/v= d1/v即为小窄条的面积。即为小窄条的面积。同理可得梯形总面积即同理可得梯形总面积即 为所求时间为所求时间t =1/2(1/v2+1/v1)(d2-d1) =(d2-d1)
17、2 /2d1v125 家用电热灭蚊器中电热部分的主要元件是家用电热灭蚊器中电热部分的主要元件是PTC,PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的用电器,其电元件是由钛酸钡等半导体材料制成的用电器,其电阻率与温度的关系如图所示,由于这种特性,因此,阻率与温度的关系如图所示,由于这种特性,因此,PTC元件具有发热、控温双重功能,对此以下判元件具有发热、控温双重功能,对此以下判断中正确的是断中正确的是 ( ) A. 通电后,其电功率先增大后减小通电后,其电功率先增大后减小 B. 通电后,其电功率先减小后增大通电后,其电功率先减小后增大 C. 当其产生的热量与散发的热量当其产生的热量与散发的热量 相等时,
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