高中物理 热点问题讲座2 图像问题的处理方法.ppt

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1、图像问题的处理方法图像问题的处理方法2021/8/11 星期三1 图像是表示物理规律的方法之一，它可以直观地反映图像是表示物理规律的方法之一，它可以直观地反映某一物理量随另一物理量变化的函数关系，形象地描某一物理量随另一物理量变化的函数关系，形象地描述物理规律应用图像不仅可以直接求出或读出某些述物理规律应用图像不仅可以直接求出或读出某些待求物理量，还可以用来验证某些物理规律，测定某待求物理量，还可以用来验证某些物理规律，测定某些物理量，分析或解决某些复杂的物理过程些物理量，分析或解决某些复杂的物理过程2021/8/11 星期三2AA利用图像线或点利用图像线或点1AA利用图像的截距利用图像的截距

2、3AA利用图像的斜率利用图像的斜率2AA利用图像的面积利用图像的面积4 在高中物理教材中有许多知识点涉及到图像在高中物理教材中有许多知识点涉及到图像,如速如速度度时间图像，振动图像，波动图像，分子间作用时间图像，振动图像，波动图像，分子间作用力图像，伏安特性曲线图力图像，伏安特性曲线图像像，电压，电压时间图像，时间图像，电流电流时间图像等。图像问题常见的解法有：时间图像等。图像问题常见的解法有：2021/8/11 星期三3&利用图像线或点利用图像线或点图图像像中线反映的是物理过程，点反映的是物理状态，中线反映的是物理过程，点反映的是物理状态，可据此列方程求解问题。可据此列方程求解问题。【理论阐

3、述】【理论阐述】2021/8/11 星期三4【典例导悟】【典例导悟】1.1.放在水平地面上的一物块，受到方向不变放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力的水平推力F F的作用，的作用，F F的大小与时间的大小与时间t t的关系和物块速度的关系和物块速度v v与时间与时间t t 的关系如图所示。取重力加速度的关系如图所示。取重力加速度g g10m/s10m/s2 2。由。由此两图线可以求得物块的质量此两图线可以求得物块的质量m m 和物块与地面之间的动摩和物块与地面之间的动摩擦因数擦因数分别为分别为()()A Am m 0.5kg0.5kg，0.4 0.4 B Bm m 1.5kg1.5k

4、g，2/152/15C Cm m 0.5kg0.5kg，0.2 0.2 D Dm m 1kg1kg，0.20.22021/8/11 星期三52130246810F/Nts202468104tsv/m/s2021/8/11 星期三6解析：解析：4s-6s4s-6s，由，由F-t图像得图像得F2 2=2N=2N，由，由v-t图像得物体匀图像得物体匀速运动，故速运动，故F2 2=mg。2s-4s2s-4s由由F-t图像得图像得F1 1=3N=3N，由，由v-t图像得物体做匀加速图像得物体做匀加速运动，运动，a=2m/s=2m/s2 2,故故F1 1-mg=ma。解上述两方程得解上述两方程得m=0.5

5、kg,=0.5kg,=0.4=0.4，故选，故选A A。2021/8/11 星期三72.2.如图是两个共点力的合力如图是两个共点力的合力F F跟两个分力的夹角跟两个分力的夹角的关的关系图像系图像,下面的分析中正确的是下面的分析中正确的是().().A.FA.F的取值范围是的取值范围是2NF10N2NF10NB.FB.F的取值范围是的取值范围是4NF14N4NF14NC.C.两个分力分别是两个分力分别是6N6N和和8N8ND.D.两个分力分别是两个分力分别是2N2N和和10N10N2021/8/11 星期三8解析：解析：根据点（根据点（1.01.0，2 2）建立方程）建立方程F1 1-F2 2=

6、2=2，根据，根据点（点（0.50.5，1010）建立）建立 方程方程解得解得F1 1=8N=8N，F2 2=6N,=6N,故选故选C C。2021/8/11 星期三9&利用图像的斜率利用图像的斜率物理图像的斜率代表两个物理量增量的比值，其大小物理图像的斜率代表两个物理量增量的比值，其大小往往代表另一物理量值如往往代表另一物理量值如-图像的斜率为速度，图像的斜率为速度，-图像的斜率为加速度、图像的斜率为加速度、-图像的斜率为感应图像的斜率为感应电动势、电动势、U-图像的斜率的绝对值为负载的电阻等，图像的斜率的绝对值为负载的电阻等，可据此解题。可据此解题。【理论阐述】【理论阐述】2021/8/1

7、1 星期三10【典例导悟】【典例导悟】（20092009江苏高考）如图所示，两质量相等江苏高考）如图所示，两质量相等的物块的物块A A、B B通过一轻质弹簧连接，通过一轻质弹簧连接，B B足够长、放置在水平足够长、放置在水平面上，所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长，运动面上，所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹性限度内。在物块过程中始终处在弹性限度内。在物块A A上施加一个水平恒上施加一个水平恒力，力，A A、B B从静止开始运动到第一次速度相等的过程中，从静止开始运动到第一次速度相等的过程中，下列说法中正确的有（下列说法中正确的有（）2021/8/11 星期三11A

8、A当当A A、B B加速度相等时，系统的机械能最大加速度相等时，系统的机械能最大B B当当A A、B B加速度相等时，加速度相等时，A A、B B的速度差最大的速度差最大C C当当A A、B B的速度相等时，的速度相等时，A A的速度达到最大的速度达到最大D D当当A A、B B的速度相等时，弹簧的弹性势能最大的速度相等时，弹簧的弹性势能最大2021/8/11 星期三12解析：解析：处理本题的关键是对物体进行受力分析和运动过处理本题的关键是对物体进行受力分析和运动过程分析，使用图程分析，使用图像像处理则可以使问题大大简化。对处理则可以使问题大大简化。对A、B在水平方向受力分析如图，在水平方向受

9、力分析如图，F1 1为弹簧的拉力；当加速度为弹簧的拉力；当加速度大小相同为大小相同为a时，对时，对有有 F-F1 1=ma，对，对有有F1 1=ma，解得，解得F=2=2ma ，在整个过程中，在整个过程中的合力（加速度）一直减小而的合力（加速度）一直减小而的合力（加速度）一直增大，在达到共同加速度之前的合力（加速度）一直增大，在达到共同加速度之前A的合力（加速度）一直大于的合力（加速度）一直大于的合力（加速度），之后的合力（加速度），之后A的合力（加速度）一直小于的合力（加速度）一直小于的合力（加速度）。的合力（加速度）。2021/8/11 星期三13两物体运动的两物体运动的v-t图像如图：图

10、像如图：tl l时刻，两物体加速度相等，斜率相同，速度差最大，时刻，两物体加速度相等，斜率相同，速度差最大，t2 2时刻两物体的速度相等，时刻两物体的速度相等，速度达到最大值，两实线速度达到最大值，两实线之间围成的面积有最大值即两物体的相对位移最大，弹之间围成的面积有最大值即两物体的相对位移最大，弹簧被拉到最长；除重力和弹簧弹力外其他力对系统做正簧被拉到最长；除重力和弹簧弹力外其他力对系统做正功，系统机械能增加，功，系统机械能增加，tl l时刻之后拉力依然做正功，即时刻之后拉力依然做正功，即加速度相等时，系统机械能并非最大值。故选加速度相等时，系统机械能并非最大值。故选BCDBCD。2021/

11、8/11 星期三14&利用图像的截距利用图像的截距截距是图线与两坐标轴的交点所代表的坐标数值，截距是图线与两坐标轴的交点所代表的坐标数值，该数值具有一定的物理意义可据此解题。该数值具有一定的物理意义可据此解题。【理论阐述】【理论阐述】2021/8/11 星期三15【典例导悟】【典例导悟】某同学做了如下的力学实验：一个质量为某同学做了如下的力学实验：一个质量为m m的物体放在水平面上，物体受到向右的水平拉力的物体放在水平面上，物体受到向右的水平拉力F F的作用的作用后运动，设水平向右为加速度的正方向，如图（）所后运动，设水平向右为加速度的正方向，如图（）所示现测得物体的加速度示现测得物体的加速度

12、与拉力与拉力F F之间的关系如图之间的关系如图（）所示，由图像可知，物体的质量（）所示，由图像可知，物体的质量_；物体与水平面间的动摩擦因数物体与水平面间的动摩擦因数_ 2021/8/11 星期三16解析解析 ：分析题给图像，写出加速度分析题给图像，写出加速度与拉力与拉力F的函数关系式为的函数关系式为 0.0.，根据牛顿第二定律得根据牛顿第二定律得 ()/)/比较上述两个关系式的系数，得比较上述两个关系式的系数，得 图线的斜率图线的斜率 k=/0.0.，纵轴上截距纵轴上截距 b=-=-所以，物体的质量为所以，物体的质量为 ，物体与水平面间的动摩擦因数为物体与水平面间的动摩擦因数为 0.0.20

13、21/8/11 星期三17&利用图像的面积利用图像的面积有些物理图有些物理图像像的图线与横轴所围的面积的值，的图线与横轴所围的面积的值，它常代表另一个物理量的大小学习图它常代表另一个物理量的大小学习图像像时，有意识地利时，有意识地利用求面积的方法，计算有关问题，可使有些物理问题的解用求面积的方法，计算有关问题，可使有些物理问题的解答变得简便如答变得简便如-图中，图像与图中，图像与轴所夹的面积代表位轴所夹的面积代表位移，移，F-s图图像像与与s轴所夹的面积代表功，轴所夹的面积代表功，-图图像像与与轴所轴所夹的面积代表冲量夹的面积代表冲量s-(1/(1/)图像与图像与/轴所夹的面积代轴所夹的面积代

14、表时间等表时间等【理论阐述】【理论阐述】2021/8/11 星期三18【典例导悟】【典例导悟】1.1.一辆汽车在恒定的功率牵引下，在平直一辆汽车在恒定的功率牵引下，在平直公路上由静止出发，经公路上由静止出发，经4min4min的时间行驶的时间行驶1.8km1.8km，则在，则在4min4min末汽车的速度（末汽车的速度（）A A、等于、等于7.5m/s B7.5m/s B、大于、大于7.5m/s 7.5m/s C C、等于、等于15m/s D15m/s D、小于、小于15m/s15m/s2021/8/11 星期三19解析：解析：选选B B、D D。由题意知，平均速率。由题意知，平均速率v=7.

15、5m/sv=7.5m/s，假设一，假设一匀加速物体相同时间内行驶相同距离则它的末速度为匀加速物体相同时间内行驶相同距离则它的末速度为15m/s15m/s，用它来作对比；而此汽车以恒定功率牵引，用它来作对比；而此汽车以恒定功率牵引，P PFvFv，随，随v v增大增大F F减小则减小则a a减小，作减小，作v-tv-t图则汽车运动的图线图则汽车运动的图线斜率是不断减小的，也就是图线是上凸的；斜率是不断减小的，也就是图线是上凸的；2021/8/11 星期三20而对比物体运动是一直线，在而对比物体运动是一直线，在4min4min末时末时v=15m/sv=15m/s，而在，而在4min4min末时两物

16、体位移一样，即末时两物体位移一样，即v-tv-t图下方面积一样，汽车的图线图下方面积一样，汽车的图线又是上凸的则必定又是上凸的则必定4min4min之内，前一阶段汽车图线在对比图之内，前一阶段汽车图线在对比图线上方，后一阶段在其下方才能保证面积相同，于是在线上方，后一阶段在其下方才能保证面积相同，于是在4min4min末时车速一定小于末时车速一定小于15m/s15m/s而大于而大于7.5m/s7.5m/s2021/8/11 星期三21【典例导悟】【典例导悟】2.2.在某次实验中测得一只在某次实验中测得一只“6V“6V、3.6W”3.6W”小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示。另有一只定值电小灯泡的伏

17、安特性曲线如图甲所示。另有一只定值电阻阻R R=16=16，一个电动势，一个电动势E E=8V=8V的电池组，其内阻不计的电池组，其内阻不计.若把小灯泡、定值电阻、电池组连接成如图乙所示的若把小灯泡、定值电阻、电池组连接成如图乙所示的电路时，则小灯泡所消耗的电功率是多大？此时小灯电路时，则小灯泡所消耗的电功率是多大？此时小灯泡的电阻又是多大？泡的电阻又是多大？RLE图乙图乙图甲图甲2021/8/11 星期三22解析：解析：把定值电阻和电池组整体看做电源，其伏安特性把定值电阻和电池组整体看做电源，其伏安特性曲线如图所示（红线）。曲线如图所示（红线）。两线交点的纵横坐标即为小灯两线交点的纵横坐标即为小灯泡接入该电路时的电流和电压。泡接入该电路时的电流和电压。故小灯泡消耗的功率为故小灯泡消耗的功率为0.700.70瓦，瓦，小灯泡此时的电阻为小灯泡此时的电阻为5.715.71欧。欧。060.10.2U/V108420.30.40.50.6I/A2021/8/11 星期三232021/8/11 星期三24