物理图像专题精.ppt

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1、物理图像专题1第1页，本讲稿共46页物理图像专题物理图像专题高三物理组高三物理组 2009.4.32第2页，本讲稿共46页考情解读考情解读年份年份卷别卷别题号题号考点考点题型题型20082008山东山东1717运动学图像运动学图像选择选择广东广东1010运动学图像运动学图像选择选择海南海南8 8运动学图像运动学图像选择选择宁夏宁夏1717运动学图像运动学图像选择选择20072007山东山东1717交变电流图像交变电流图像选择选择广东广东6 6带电粒子在交变电场中速度时间图像带电粒子在交变电场中速度时间图像选择选择广东广东1818电磁感应中图像问题电磁感应中图像问题计算计算海南海南8 8运动学图

2、像运动学图像选择选择宁夏宁夏1616运动学图像运动学图像选择选择3第3页，本讲稿共46页中学物理中重要的图象中学物理中重要的图象x-tx-t图图、v-tv-t图图、振振动动图图象象x-tx-t图图以以及及波波动动图图象象y-xy-x图等图等。甲t1t3乙x0(C)t0 x(D)t0V甲t1t3乙V0t/sy/cm5-50.20.40y/cm5-50.20.40 x/m运动学中的图象：运动学中的图象：4第4页，本讲稿共46页20092009考纲解读考纲解读模块模块内容内容要求要求考纲中能力考纲中能力要求要求物理物理1 1匀变速直线运动匀变速直线运动图像图像 必要时能必要时能 运用结合运用结合图形

3、、函数图形、函数图像进行表图像进行表达分析达分析选修选修3-23-2交变电流图像交变电流图像选修选修3-43-4简谐运动图像简谐运动图像横波的图像横波的图像其它其它实验中涉及图像实验中涉及图像题中涉及图像题中涉及图像5第5页，本讲稿共46页电磁学中电磁学中图象：图象：探探究究牛牛顿顿第第二二定定律律时时a-Fa-F图图象象、a-ma-m图图象象；用用“伏伏安安法法 ”测测电电阻阻I-I-U U图图象象；测测电电源源电电动动势势和和内内电电阻阻U-IU-I图图；用用单单摆摆测测重重力力加加速速度度T T2 2-L L图等。图等。U/VI/A8405 10U/VI/A8405 10U/VI/A86

4、45 100am8405 10aF8405 10T2/s20 1 2 3 4L/m1284交变电流交变电流e-te-t、u-tu-t、i-ti-t图图象象等；电磁等；电磁振荡振荡i-ti-t、q-tq-t图图象象等等实验中的图象：实验中的图象：6第6页，本讲稿共46页在各类习题中出现的图象：在各类习题中出现的图象：如如力力学学中中的的F-tF-t图图象象、电电学学中中的的P-RP-R图图象象、电电磁感应中的磁感应中的-t-t图象、图象、E-tE-t图象、图象、B-tB-t图象等。图象等。7第7页，本讲稿共46页图像应用所涉及的问题类型：图像应用所涉及的问题类型：作图作图识图识图用图用图8第8页

5、，本讲稿共46页第一节：识图第一节：识图9第9页，本讲稿共46页回忆回忆xt、Vt图象表示的物理意义是什图象表示的物理意义是什么？么？回忆：看到图象后应回忆：看到图象后应该怎样读图该怎样读图?t t3 3乙乙x0甲甲t t1 1t t0 x（1）t t3 3乙乙v0甲甲t t1 1t t0v（2）10第10页，本讲稿共46页一、识图要点总结一、识图要点总结:一定要理解、牢记图像的一定要理解、牢记图像的轴轴线线点点斜率斜率截距截距面积面积的的物理意义物理意义。11第11页，本讲稿共46页 1 1、轴、轴 弄清坐标轴表示的物理量及单位。弄清坐标轴表示的物理量及单位。注意坐标注意坐标原点是否从零开始

6、原点是否从零开始 ；注意纵轴物理量为矢量情；注意纵轴物理量为矢量情况，则横轴以上表示此物理量为正，横轴以下表况，则横轴以上表示此物理量为正，横轴以下表示物理量为负。示物理量为负。V?0tovV?0 xtox?0 x?0运动方向？运动方向？位置位置?12第12页，本讲稿共46页2 2、点、线、点、线 图象上的图象上的点点表示运动过程中表示运动过程中某一瞬时状态某一瞬时状态，每一点都对应着两个量，沿图象上各点移动，反每一点都对应着两个量，沿图象上各点移动，反映一个量随另一个量变化的函数关系映一个量随另一个量变化的函数关系 ；图象上的；图象上的线段线段表示运动过程表示运动过程某一过程某一过程，应与一

7、个代数方，应与一个代数方程相对应。程相对应。-5ot/Sv/ms-112 3 45135-1-3几个过程？几个过程？13第13页，本讲稿共46页 注意识别：注意识别：(1)(1)线的形状线的形状 观察图像是直线、曲线，还是折线等，利于分观察图像是直线、曲线，还是折线等，利于分析图线所反映物理量之间的关系。析图线所反映物理量之间的关系。（2 2）交点）交点 同一坐标系两条图线的交点，同一坐标系两条图线的交点，V Vt t图象表图象表示在交点对应时刻速度相等，示在交点对应时刻速度相等，X Xt t图象表示在图象表示在空间居同一位置。空间居同一位置。（3 3）拐点）拐点 图线的拐点具有的特定意义，它

8、是两种不图线的拐点具有的特定意义，它是两种不同变化情况的交界，即物理量变化的突变点。同变化情况的交界，即物理量变化的突变点。14第14页，本讲稿共46页3 3、斜率、斜率 图线上某点的斜率表示两物理量增量的图线上某点的斜率表示两物理量增量的比值，比值，反映该点处一个量随另一个量变化的反映该点处一个量随另一个量变化的快慢。快慢。xtok?k?k?tovk?加速？减速？加速？减速？运动方向？运动方向？15第15页，本讲稿共46页4 4、面积、面积 图线与横轴所围的图线与横轴所围的面积面积常代表一个物理量。常代表一个物理量。V Vt t图线与横轴所围的面积表示位移，横轴以图线与横轴所围的面积表示位移

9、，横轴以上、以下面积分别表示正位移、负位移。上、以下面积分别表示正位移、负位移。F-tF-t图象中的图象中的“面积面积”表示冲量。表示冲量。F-sF-s图象中的图象中的“面面积积”大小表示功的大小表示功的“大小大小”。i-ti-t图象中的图象中的“面面积积”表示电荷量表示电荷量q q的的“多少多少”。vott1t2oFSS S0 0i i0 0t t正正负负F F0 0t tt t1 1t t2 2正正负负wq qq q16第16页，本讲稿共46页5 5、截距、截距 截距是图线与两坐标轴的交点所代表的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坐标数值，该数值具有一定的

10、物理意义.x-t、v-t图象图象纵截距表示初始量，横截距纵截距表示初始量，横截距表示变化的时刻。表示变化的时刻。x0t?v/msv/ms-1-10t/s?2 2电动势电动势E短路电流短路电流（条件）（条件）OUI？初速度初速度初位置初位置17第17页，本讲稿共46页6 6、注意：、注意：V Vt t、X Xt t图象不表示物图象不表示物体的运动轨迹，只用来描述运动的体的运动轨迹，只用来描述运动的规律规律;图形相似、容易混淆的图象图形相似、容易混淆的图象要注意区分要注意区分.18第18页，本讲稿共46页二、识图二、识图 就是识别就是识别坐标轴坐标轴所代表的所代表的物理量及它物理量及它们的们的 “

11、函数关系函数关系”（图象反映出的物（图象反映出的物理规律），理规律），明确明确图象中的图象中的点点（起点、交（起点、交点、拐点、终点）、点、拐点、终点）、线线（直、曲）、（直、曲）、峰峰值、截距、斜率、面积、正负号值、截距、斜率、面积、正负号等的等的物物理意义理意义，找出找出图象给我们提供的图象给我们提供的有用信息，有用信息，并能还原出物体的运动过程并能还原出物体的运动过程。19第19页，本讲稿共46页例例1 1：识别下列识别下列x xt t图象与图象与V Vt t图象图象,判断物体的运动情况判断物体的运动情况负向匀速负向匀速正向匀速正向匀速t t3 3乙乙x0甲甲t t1 1(A)t t0

12、x(B)v0t t3 3乙乙甲甲t t1 1t t0v正向匀减正向匀减正向匀加正向匀加负向匀速负向匀速p pt t2 2相遇相遇p pt t2 2速度相等速度相等x xt0(C)t1x x0 0V Vt0(D)t1V V0 0正向匀减正向匀减负向匀加负向匀加20第20页，本讲稿共46页例例2（08广东）某人骑自行车在平直道路上行进，图中的实线记录广东）某人骑自行车在平直道路上行进，图中的实线记录了自行车了自行车 开始一段时间内的开始一段时间内的v-t图象。某同学为了简化计算，用虚线图象。某同学为了简化计算，用虚线作近似处理，下列说法确的是（作近似处理，下列说法确的是（）A在在t1时刻，虚线反映

13、的加速度比实际的大时刻，虚线反映的加速度比实际的大B在在0-t1时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大C在在t1-t2时间内，由虚线计算出的位移比实际的大时间内，由虚线计算出的位移比实际的大D在在t3-t4时间内，虚线反映的是匀速运动时间内，虚线反映的是匀速运动vot1t2t3t4tBD21第21页，本讲稿共46页练习练习练习练习1 1 1 1（2007200720072007广东）如图所示是某物体做直线运动的速度图广东）如图所示是某物体做直线运动的速度图广东）如图所示是某物体做直线运动的速度图广东）如图所示是某物体做直线运动的速度图象，下列有关物体运

14、动情况判断正确的是（象，下列有关物体运动情况判断正确的是（象，下列有关物体运动情况判断正确的是（象，下列有关物体运动情况判断正确的是（）A A A A前两秒加速度为前两秒加速度为前两秒加速度为前两秒加速度为5 m/s5 m/s5 m/s5 m/s2 2 2 2B B B B4s4s4s4s末物体回到出发点末物体回到出发点末物体回到出发点末物体回到出发点C C C C6s6s6s6s末物体距出发点最远末物体距出发点最远末物体距出发点最远末物体距出发点最远D D D D8s8s8s8s末物体距出发点最远末物体距出发点最远末物体距出发点最远末物体距出发点最远 A A22第22页，本讲稿共46页练习练

15、习练习练习2 2、物体在与其初速度始终共线的合外力物体在与其初速度始终共线的合外力F的作用下运动的作用下运动取取v0方向为正时，合外力方向为正时，合外力F随时间随时间t的变化情况如图所示，的变化情况如图所示，则在则在0t2这段时间内这段时间内()A.物体的加速度先减小后增大，速度也是先减小后增大物体的加速度先减小后增大，速度也是先减小后增大B.物体的加速度先增大后减小，速度也是先增大后减小物体的加速度先增大后减小，速度也是先增大后减小C.物体的加速度先减小后增大，速度一直在增大物体的加速度先减小后增大，速度一直在增大D.物体的加速度先减小后增大，速度一直在减小物体的加速度先减小后增大，速度一直

16、在减小。C F1t1t2t0Fv023第23页，本讲稿共46页例例3.3.一一个个质质点点做做简简谐谐运运动动的的图图象象如如下下图图所所示示，下下述述正确的是（正确的是（）A.A.质点振动频率为质点振动频率为4Hz4HzB.B.在在10s10s内质点经过的路程是内质点经过的路程是20cm20cmC.C.在在5s5s末，质点速度为零，加速度最大末，质点速度为零，加速度最大D.D.在在t=1.5st=1.5s和和t=4.5st=4.5s两时刻质点位移大小相等两时刻质点位移大小相等BCDBCD24第24页，本讲稿共46页练练习习如如图图所所示示为为同同一一地地点点的的两两单单摆摆甲甲、乙乙的的振振

17、动动图图象象，下下列列说说法法中中正正确确的的是是（）A.A.甲、乙两单摆的摆长相等甲、乙两单摆的摆长相等 B.B.甲摆的振幅比乙摆大甲摆的振幅比乙摆大C.C.甲摆的机械能比乙摆大甲摆的机械能比乙摆大 D.D.在在t=0.5 t=0.5 s s时时有有正正向向最最大大加加速速度的是乙摆度的是乙摆ABDABD25第25页，本讲稿共46页例例4.4.下图为两个不同闭合电路中两个不同电源的下图为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图图像，下列判断正确的是像，下列判断正确的是 ()A电动势电动势E1E2，发生短路时的电流，发生短路时的电流 I1 I2B 电动势电动势E1=E2，内阻，内阻 r1r2C

18、电动势电动势E1E2，内阻，内阻 r1 r2D当两电源的工作电流变化量相同时，电源当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路的路 端电压变化大端电压变化大A D21OUI26第26页，本讲稿共46页练习练习.用伏安法测一节干电池的电动势和内电阻，伏安图用伏安法测一节干电池的电动势和内电阻，伏安图象如图所示，则：象如图所示，则：1.1.干电池的电动势和内电阻各多大？干电池的电动势和内电阻各多大？2.2.图线上图线上a a点对应的外电路电阻是多大？点对应的外电路电阻是多大？3.3.图线上图线上b b点对应的输出功率是多大？点对应的输出功率是多大？abI/AU/V7.552.500.51.51.04

19、 4、电源的最大输出功率？、电源的最大输出功率？27第27页，本讲稿共46页四、识图小结：四、识图小结：(1)(1)读图时要善于抓住识图要点。要理解物理图象的坐读图时要善于抓住识图要点。要理解物理图象的坐标轴、截距、斜率、面积以及图像形状、拐点、交点、标轴、截距、斜率、面积以及图像形状、拐点、交点、平行、重合等的物理意义。平行、重合等的物理意义。（2 2）要达到熟练从图象中获取有效信息，把握物理量间）要达到熟练从图象中获取有效信息，把握物理量间的依赖关系，的依赖关系，挖掘出隐含的解题条件挖掘出隐含的解题条件。（3 3）要达到从识别图象入手，找准各段图线对应的物理）要达到从识别图象入手，找准各段

20、图线对应的物理过程并能展现物理情境的能力。过程并能展现物理情境的能力。28第28页，本讲稿共46页三、用图：三、用图：“用图用图”就是就是运用图象分析和解决问题运用图象分析和解决问题.即即利用图利用图象象中中点点（起点、交点、拐点、终点）、（起点、交点、拐点、终点）、线线（直、曲）、（直、曲）、峰值、截距、斜率、面积、正负号等峰值、截距、斜率、面积、正负号等的的物理意义物理意义来来定性分析、定量计算或理解物理规律定性分析、定量计算或理解物理规律.（一）从图像获取信息解决问题（一）从图像获取信息解决问题29第29页，本讲稿共46页例例1 1(08(08天津天津)一个静止的质点，在一个静止的质点，

21、在0 04s4s时间内受到力时间内受到力F F的作的作用用,力的方向始终在同一直线上力的方向始终在同一直线上,力力F F随时间随时间t t的变化如图所的变化如图所示，则质点在示，则质点在()()A.A.第第2s2s末速度改变方向末速度改变方向B.B.第第2s2s末位移改变方向末位移改变方向C.C.第第4s4s末回到原出发点末回到原出发点D.D.第第4s4s末运动速度为零末运动速度为零D30第30页，本讲稿共46页练习练习练习练习1 1 1 1（0808宁夏）一滑块在水平地面上沿直线滑行，宁夏）一滑块在水平地面上沿直线滑行，t t=0=0时其速度时其速度为为1 m/s1 m/s。从此刻开始滑块运

22、动方向上再施加一水平作用力。从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平作用力F F，力，力F F和和滑块的速度滑块的速度v v随时间的变化规律分别如图随时间的变化规律分别如图a a和图和图b b所示。设在第所示。设在第1 1秒内、秒内、第第2 2秒内、第秒内、第3 3秒内力秒内力F F对滑块做的功分别为对滑块做的功分别为()()A.A.B.B.C.C.D.D.则以下关系正确的是A.B.C.D.B31第31页，本讲稿共46页练习练习2 2（0404年全国年全国 ）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

23、与时间t t的关系和物块速度的关系和物块速度v v与时与时间间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。由此两图线。由此两图线可以求得物块的质量可以求得物块的质量m m和物块与地面之间的动摩擦因数和物块与地面之间的动摩擦因数分别分别为为()()A Am m0.5kg0.5kg，0.4 B0.4 Bm m1.5kg1.5kg，C Cm m0.5kg0.5kg，0.2 D0.2 Dm m1kg1kg，0.20.22130246810FNts202468104tsvm/sA32第32页，本讲稿共46页（二）利用图象简化解题过程，巧妙解决运用解析

24、（二）利用图象简化解题过程，巧妙解决运用解析法可能复杂或无法解决的问题。法可能复杂或无法解决的问题。33第33页，本讲稿共46页例例2.如图所示，两光滑斜如图所示，两光滑斜面的总长度相等面的总长度相等,高度也相高度也相等，两球由静止从顶端下等，两球由静止从顶端下滑，若球在图上转折点无滑，若球在图上转折点无能量损失，则有（能量损失，则有（）A.A.同时落地同时落地 B.bB.b球先落地球先落地 C.C.两球落地时速率相等两球落地时速率相等 D.aD.a球先落地球先落地BCBC abv0tabtatb34第34页，本讲稿共46页练习练习一质点沿直线一质点沿直线从从A向向B B运动，先以加速度运动，

25、先以加速度a1a1加速运动到加速运动到ABAB之间一之间一点点C C，又以加速度，又以加速度a2a2继续匀加速运动到继续匀加速运动到B B；若该质点反向从；若该质点反向从B B开始以加速开始以加速度度a2(a1a2)a2(a1a2)运动到运动到C C，又以加速度，又以加速度a1a1继续匀加速运动到继续匀加速运动到A A，则两次运动，则两次运动的过程中的过程中()()A.A.由于相同的路段加速度相同，由于相同的路段加速度相同，所以两次运动的时间相同所以两次运动的时间相同 B.B.由于相同的路段加速度相同，由于相同的路段加速度相同，所以两次的平均速度大小相同所以两次的平均速度大小相同 C.C.虽然

26、相同的路段加速度相同，虽然相同的路段加速度相同，但先后加速的加速度顺序不同，但先后加速的加速度顺序不同，所用时间肯定不同所用时间肯定不同 D.D.由于相同的路段加速度相同，由于相同的路段加速度相同，它们的位移大小相同，所以两它们的位移大小相同，所以两次的末速度大小相同次的末速度大小相同CDCDCABa1a2VCABa1a2VBCAt1t2ACBOtvv035第35页，本讲稿共46页（三）转换图像解决问题（三）转换图像解决问题将将从不同角度描绘从不同角度描绘同一物理现象所进行的图形转换同一物理现象所进行的图形转换.例例题题.A A、B B为为一一列列简简谐谐横横波波在在传传播播方方向向上上相相距

27、距6m6m的的两两个个质质点点，图图甲甲和和乙乙分分别别为为其其振振动动图图象象，如如果果波波长长大于大于3m3m而小于而小于6m.6m.（1 1）求波的传播速度；）求波的传播速度；（2 2）画出）画出t=0.1st=0.1s时的波形图时的波形图.y/cmt/s5-50.20.40图乙y/cmt/s5-50.20.40图甲36第36页，本讲稿共46页课堂小结课堂小结 通过本节课的学习，我们需掌握以下两点：通过本节课的学习，我们需掌握以下两点：（1）读图：即从给出的图象中读出有用的信息，）读图：即从给出的图象中读出有用的信息，（2）用图：利用特定的图象如）用图：利用特定的图象如Ft、Vt、Xt图

28、象等方便、快捷地解题；图象等方便、快捷地解题；（3）作图：通过作辅助图帮助理清物理线索来解题。）作图：通过作辅助图帮助理清物理线索来解题。这三点对思维的能力要求层层提高。这类试题不仅这三点对思维的能力要求层层提高。这类试题不仅能考查我们对知识的掌握程度，而且还能考查我们从能考查我们对知识的掌握程度，而且还能考查我们从材料、信息中获取有用信息的能力，因此备受命题专材料、信息中获取有用信息的能力，因此备受命题专家的青睐。家的青睐。37第37页，本讲稿共46页作业作业：38第38页，本讲稿共46页练习练习2: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 大小的关大小的关系系,试由图线

29、确定：试由图线确定：(1)弹簧的原长弹簧的原长.(2)弹簧的劲度系数弹簧的劲度系数.(3)弹簧伸长弹簧伸长2.5cm时时,弹力的大小弹力的大小.答答:10cm;200牛牛/米米;5牛牛返回返回39第39页，本讲稿共46页练习练习练习练习1.1.1.1.如图所示为一物体做直线运动的速度如图所示为一物体做直线运动的速度如图所示为一物体做直线运动的速度如图所示为一物体做直线运动的速度-时间时间时间时间图象，初速度为图象，初速度为图象，初速度为图象，初速度为v v v v0 0 0 0末速度为末速度为末速度为末速度为v v v vt t t t，则以下说法正确的，则以下说法正确的，则以下说法正确的，则

30、以下说法正确的是（是（是（是（)A.A.A.A.该物体做曲线运动该物体做曲线运动该物体做曲线运动该物体做曲线运动 B.B.该物体做非匀变速直线运动该物体做非匀变速直线运动 C.C.C.C.在在在在0-t0-t0-t0-t1 1 1 1内平均速度内平均速度内平均速度内平均速度v(vv(vv(vv(v0 0 0 0+v+v+v+vt t t t)/2)/2)/2)/2D.D.D.D.在在在在0-t0-t0-t0-t1 1 1 1内平均速度内平均速度内平均速度内平均速度v(vv(vv(vv mg vt1t2内内 F2=mg P2=F2 v=mgvt2t3内内 F3=m(g-a2)P3=F3 v3=m

31、(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 v返回返回43第43页，本讲稿共46页FOtt0AvOtt0B练习练习3 3(08(08四川）一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过四川）一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间时间t t0 0滑至斜面底端。已知在物体运动过程中物体所受的摩滑至斜面底端。已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定。若用擦力恒定。若用F F、v v、s s和和E E分别表示该物体所受的合力、分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则下列图象中可能正确的是物体的速度、位移和机械

32、能，则下列图象中可能正确的是（）FOtt0AsOtt0CvOtt0BEOtt0DAD44第44页，本讲稿共46页物理图像能形象地表达物理规律、直观地描述物理过程、鲜明地表示物理量之间的相互关系.图像在中学物理中应用广泛，是分析物理问题的有效手段之一.45第45页，本讲稿共46页试一试：试一试：甲图为一正方形闭合线圈由静止自由下落甲图为一正方形闭合线圈由静止自由下落,顺利顺利穿过磁场。乙图为线圈由开始下落到完全穿过穿过磁场。乙图为线圈由开始下落到完全穿过磁场区域的磁场区域的v-t图像。图像。请识别请识别v-tv-t图像展现出线圈图像展现出线圈运动过程。运动过程。(aLaL)aaABCDMNM/N/L甲甲vto ot1t2t3t4v1v2v3乙乙46第46页，本讲稿共46页