图像法在物理中的应用.ppt
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1、图像法在物理中图像法在物理中的应用的应用11.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162001年高考年高考202005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2物理图像不仅可以使抽象的概念直观形象,动态物理图像不仅可以使抽象的概念直观形象,动态变化过程清晰,物理量之间的函数关系明确,还可以变化过程清晰,物理量之间的函数关系明确,还可以恰当地表示用语言难以表达的内涵。用图像法
3、解物理恰当地表示用语言难以表达的内涵。用图像法解物理题不但迅速、直观、还可以避免复杂的运算过程。题不但迅速、直观、还可以避免复杂的运算过程。图像法在物理中的应用很广,在图像的学习中图像法在物理中的应用很广,在图像的学习中1.要了解要了解常见的图线常见的图线,2.注意理解图像的注意理解图像的物理意义;物理意义;3.搞清楚横、纵轴的物理意义;图像的斜率、截距、搞清楚横、纵轴的物理意义;图像的斜率、截距、所围面积、极值点、起始点各有什么所围面积、极值点、起始点各有什么意义;意义;4.明确图像描述的是什么函数关系;对应的物理情景;明确图像描述的是什么函数关系;对应的物理情景;能够应用图像判断出相应的能
4、够应用图像判断出相应的物理过程;物理过程;5.或者根据运动过程的分析画出图像,或者根据运动过程的分析画出图像,6.并且借助图像解决有关物理问题。并且借助图像解决有关物理问题。3v/ms-1t/s840510常常见见的的图图象象t/sv/ms-1100-1012t/sv/ms-1840510aF840510am840510a1/m840510U/VI/A840510U/VI/A840510U/VI/A1024067894T/s42012345L/mT2/s201234L/m161284斜率斜率k=T2/L=42/g则则g=42L/T2=2=9.87m/s2Ek/10-19J/1014Hz0510
5、42-2斜率斜率k=h=6.610-34Js截距截距W=2.510-19J截距截距0=4.01014Hz5分子力和共振曲线分子力和共振曲线6电源的输出功率电源的输出功率可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示,可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示,O RP出出Pmr而当内外电阻相等时,而当内外电阻相等时,电源的输出功率最大为电源的输出功率最大为7例例1、从从高高h处处自自由由下下落落的的物物体体,它它的的机机械械能能随随高高度度变变化的关系是图化的关系是图3中的哪一个中的哪一个?()0Eh0Eh0Eh0EhABCDD如图为一轻质弹簧的长度如图为一轻质弹簧的长度L和弹力和弹力f大小的关系
6、大小的关系,试由试由图线确定:图线确定:(1)弹簧的原长弹簧的原长.(2)弹簧的倔强系数弹簧的倔强系数.(3)弹簧伸长弹簧伸长2.5cm时时,弹力的大小弹力的大小.L/cm f/N0510152020051015答答:10cm;200牛牛/米米;5牛牛8光电效应方程光电效应方程爱因斯坦爱因斯坦Ekm=hW作出方程的图线如图示:作出方程的图线如图示:Ekm0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9闭合电路的闭合电路的U-I 图象图象uO
7、I ImIEU M(I,U)b aN右右图图中中a 为为电电源源的的U-I 图图象象;b 为为外外电电阻阻的的U-I图图象象;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;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
8、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)。10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,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
9、总总=4/6=67%67%I/AU/V00246BA12311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ctgs
10、in10.40.2000.20.40.60.8sin2AC12将将物物体体以以一一定定的的初初速速度度竖竖直直上上抛抛若若不不计计空空气气阻阻力力,从从抛抛出出到到落落回回原原地地的的整整个个过过程程中中,下下列列四四个个图图线线中中正正确确的的是是()2001年春年春mgh=mg(v0t-1/2gt2)BCp=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13例例4、蹦蹦床床有有“空空中中芭芭蕾蕾”之之称称。在在2001年年11月月广广东东举举行行的的第第九九届届全全运运会会上上,蹦蹦床床首首次次被被
11、列列入入正正式式比比赛赛项项目目,下下列列图图中中能能反反映映运运动动员员从从高高处处落落到到蹦蹦床床后后又又被被弹弹回回过过程程中中,加加速速度度随随时时间间变变化化情情况的是况的是()CABCDaaaat0000ttt14例例5、物体在受到与其初速度方向一致的合外力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作用下作直线运动,合外力的大小随时间t的变化情的变化情况如图示,则物体的速度况如图示,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0FtD练习、如图示的四个图象中,能够正确反映一练习、如图示
12、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()0MN0MN0MN0MNB15例例6、正弦交变电流图象如图所示,其感应、正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s50e/Vt/s00.120.040.080.16-5050500.05616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
13、,从此时起以0.5min钟时间内钟时间内行驶了行驶了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20m/sB.小于小于15m/sC.等于等于15m/sD.大于大于15m/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,50v/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BB17甲甲0v/ms-1t/st1t2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
14、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t1时刻乙物体在前,甲物体在后时刻乙物体在前,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t1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BD18例例9、雨雨滴滴从从高高中中由由静静止止落落下下,若若雨雨滴滴下下落落时时空空气气对对其其的的阻阻力力随随雨雨滴滴下下落落速速度度的的增增大大而而增增大大,下下列列图图象象可可能能正正确确反反映映雨雨滴滴下下落落运运动情况的是动情况的是()DABC0vt0vt0at0vtC19例例1
15、0、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。0vtt1t2t3v解解:0t1内内F1=m(g+a1)P1=F1v1=F1a1tt=t1P1=F1a1t1mgvt1t2内内F2=mgP2=F2v=mgvt2t3内内F3=m(g-a2)P3=F3v3=m(g-a2)(v-a2t)t=t2P2=mgvm(g-a2)v画出图象如图示画出图象如图示0Ptt1t2t3mgv20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,
16、则此灯泡的额定功率为多大则此灯泡的额定功率为多大?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/V501000.20.100.3解解:由图线可知:当由图线可知:当U=100VI=0.32AP=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
17、UL1=72VPL1=I1UL1=20W21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,所以最终速度相等;因
18、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,tbr1,BC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ADIU2123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d1的的A点时速度为点时速度为v1,若,若B点离洞口的距离为点离洞口的距离为d2(d2d1),求老鼠由,求老鼠由A运动到运动到B所需的时间所需的时间解
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- 图像 物理 中的 应用
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