高中奥林匹克物理竞赛解题方法 10图像法
高三物理图像法高考物理实验方法大全(解析版)
图像法—高中物理实验方法（解析版）物理是一门以实验为基础的学科。
物理学所得出的定律，绝大多数是用实验探索得出来的，也就是通过大量实验来进行观察，实验是学生接受物理知识最符合认识规律的方法，由于物理现象研究是非常复杂的，各种因素交织在一起，这就需要我们来简化实验。
在做物理实验时，仅仅记下一些物理量的大小和实验现象是不够的，还需要将测得的数据进行归纳整理，由表及里，去粗取精，运用数学工具，总结出物理规律，因此，学生经常被一些繁难的运算和大大小小的实验误差所难倒，得不出正确的结论，还有些数据在实验中无法直接测得，而图像法能够很好的解决这些方面的问题。
1．图像法简介物理规律可以用文字来描述，也可以函数式来表示，还可以用图像来描述。
利用图像描述物理规律，解决物理问题的方法就称之为图像法。
图像法通过图像来确定物理量之间的关系，是一种科学探究的基本方法。
用图像法来描述物理过程具有形象直观的特点，可以清晰地描述出其变化的动态特征，把物理量之间的相互依赖关系和线性关系、周期性等清晰地呈现出来，通过图像的比较，学生能够较容易的理解物理过程发现物理规律，这种直观印象有时能透过事物的本质，诱使人们做更深入的探讨，利用图像法思路清晰可以使得物理问题简化明了，还能起到一般计算法所不能起到的作用，可以使物理概念得到进一步拓展，而且图像法能将物理学科和其它学科有机地结合起来，启迪学生的创新意识，培养创造能力，提高学生的综合能力。
在物理实验中应用图像法应注意以下几个方面：①搞清楚纵轴和横轴所代表的物理量，明确要描述的是哪两个物理量之间的关系。
比如加速度与力的关系，加速度与质量的关系。
②图线并不是表示物体实际运动的轨迹。
如匀速直线运动的S－T图像是一条斜向上的直线或曲线，但物体实际运动的轨迹可能是水平的直线，并不是向上爬坡的或曲线运动。
③在利用图像法的过程中，要根据实际问题灵活地建立坐标系，确定两个合适的物理量来作出图像。
如果坐标轴所代表的物理量选择的不合理，反而不能够简化实验。
(完整版)高中物理图像法解题方法专题指导
高中物理图像法解题方法专题指导一、方法简介图像法是根据题意把抽像复杂的物理过程有针对性地表示成物理图像，将物理量间的代数关系转变为几何关系，运用图像直观、形像、简明的特点，来分析解决物理问题，由此达到化难为易、化繁为简的目的．高中物理学习中涉及大量的图像问题，运用图像解题是一种重要的解题方法．在运用图像解题的过程中，如果能分析有关图像所表达的物理意义，抓住图像的斜率、截距、交点、面积、临界点等几个要点，常常就可以方便、简明、快捷地解题．二、典型应用1．把握图像斜率的物理意义在v-t图像中斜率表示物体运动的加速度，在s-t图像中斜率表示物体运动的速度，在U-I图像中斜率表示电学元件的电阻，不同的物理图像斜率的物理意义不同．2．抓住截距的隐含条件图像中图线与纵、横轴的截距是另一个值得关注的地方，常常是题目中的隐含条件．例1、在测电池的电动势和内电阻的实验中，根据得出的一组数据作出U-I图像，如图所示，由图像得出电池的电动势E=______ V，内电阻r=_______ Ω.3．挖掘交点的潜在含意一般物理图像的交点都有潜在的物理含意，解题中往往又是一个重要的条件，需要我们多加关注．如：两个物体的位移图像的交点表示两个物体“相遇”．例2、A、B两汽车站相距60 km，从A站每隔10 min向B站开出一辆汽车，行驶速度为60 km／h．(1)如果在A站第一辆汽车开出时，B站也有一辆汽车以同样大小的速度开往A 站，问B站汽车在行驶途中能遇到几辆从A站开出的汽车?(2)如果B站汽车与A站另一辆汽车同时开出，要使B站汽车在途中遇到从A站开出的车数最多，那么B站汽车至少应在A 站第一辆车开出多长时间后出发(即应与A站第几辆车同时开出)?最多在途中能遇到几辆车?(3)如果B站汽车与A站汽车不同时开出，那么B站汽车在行驶途中又最多能遇到几辆车?例3、如图是额定电压为100伏的灯泡由实验得到的伏安特曲线，则此灯泡的额定功率为多大?若将规格是“100 v、100W”的定值电阻与此灯泡串联接在100 v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?4．明确面积的物理意义利用图像的面积所代表的物理意义解题，往往带有一定的综合性，常和斜率的物理意义结合起来，其中v一t图像中图线下的面积代表质点运动的位移是最基本也是运用得最多的．例4、在光滑的水平面上有一静止的物体，现以水平恒力甲推这一物体，作用一段时间后，换成相反方向的水平恒力乙推这一物体．当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时，物体恰好回到原处，此时物体的动能为32 J．则在整个过程中，恒力甲做功等于多少?恒力乙做功等于多少?5．寻找图中的临界条件物理问题常涉及到许多临界状态，其临界条件常反映在图中，寻找图中的临界条件，可以使物理情景变得清晰．例5、从地面上以初速度2v0竖直上抛一物体A，相隔△t时间后又以初速度v0从地面上竖直上抛另一物体B，要使A、B能在空中相遇，则△t应满足什么条件?6．把握图像的物理意义例6、如图所示，一宽40 cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里．一边长为20 cm 的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v=20 cm／s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行．取它刚进入磁场的时刻t=0，在下列图线中，正确反映感应电流随时问变化规律的是( )三、针对训练( )1．汽车甲沿着平直的公路以速度v0做匀速直线运动．当它路过某处的同时，该处有一辆汽车乙开始做初速为零的匀加速运动去追赶甲车．根据上述的已知条件A．可求出乙车追上甲车时乙车的速度B．可求出乙车追上甲车时乙车所走的路程C．可求出乙车从开始起动到追上甲车时所用的时间D．不能求出上述三者中任何一个( )2．在有空气阻力的情况下，以初速v1竖直上抛一个物体，经过时间t1，到达最高点．又经过时间t2，物体由最高点落回到抛出点，这时物体的速度为v2，则A．v2=v1, t2=t1 B．v2>v1, t2>t1C．v2<v1, t2>t1 D．v2<v1, t2<t1( )3、一颗速度较大的子弹，水平击穿原来静止在光滑的水平面上的木块，设木块对子弹的阻力恒定，则子弹入射速度增大时，下列说法正确的是A、木块获得的动能变大B、木块获得的动能变小C、子弹穿过木块的时间变长D、子弹穿过木块的时间不变4、一火车沿直线轨道从静止发出由A地驶向B地，并停止在B地．A、B两地相距s，火车做加速运动时，其加速度最大为a1，做减速运动时，其加速度的绝对值最大为a2，由此可以判断出该火车由A到B所需的最短时间为__________.5、一质点沿x轴做直线运动，其中v随时间t的变化如图(a)所示，设t=0时，质点位于坐标原点O处．试根据v-t图分别在(b)及图(c)中尽可能准确地画出：(1)表示质点运动的加速度a随时间t变化关系的a-t图；(2)表示质点运动的位移x随时间t变化关系的x-t图．6、物体从某一高度由静止开始滑下，第一次经光滑斜面滑至底端时间为t1，第二次经过光滑曲面ACD滑至底端时间为t2，如图所示，设两次通过的路程相等，试比较t1与t2的大小关系．7、两光滑斜面高度相等，乙斜面的总长度和甲斜面的总长度相等，只是由两部分接成，如图所示．将两个相同的小球从斜面的顶端同时释放，不计在接头处的能量损失，问哪个先滑到底端?8、A、B两点相距s，将s平分为n等份．今让一物体(可视为质点)从A点由静止开始向B做加速运动，物体通过第一等份时的加速度为a，以后每过一个等分点，加速度都增加a/n，试求该物体到达B点的速度．9、质量m=1 kg的物体A开始时静止在光滑水平地面上，在第1，3，5…奇数秒内，给A施加同向的2 N的水平推力F，在2，4，6…偶数秒内，不给施加力的作用，问经多少时间，A可完成s=100 m的位移．10、一只老鼠从老鼠洞沿直线爬出，已知爬出速度v的大小与距洞口的距离s成反比，当老鼠到达洞口的距离s1=1m的A点时，速度大小为v1=20cm/s，当老鼠到达洞口的距离s2=2m 的A点时，速度大小为v2为多少？老鼠从A点到达B点所用的时间t为多少？例题解析：例1.【解析】电源的U-I图像是经常碰到的，由图线与纵轴的截距容易得出电动势E=1.5 V，图线与横轴的截距0．6 A是路端电压为0．80伏特时的电流，(学生在这里常犯的错误是把图线与横轴的截距0．6 A当作短路电流，而得出r=E/I短=2.5Ω的错误结论．)故电源的内阻为:r=△U/△I=1.2Ω.例2.【解析】依题意在同一坐标系中作出分别从A、B站由不同时刻开出的汽车做匀速运动的s一t图像，如图所示．从图中可一目了然地看出：(1)当B站汽车与A站第一辆汽车同时相向开出时，B站汽车的s一t图线CD与A站汽车的s-t图线有6个交点(不包括在t轴上的交点)，这表明B 站汽车在途中(不包括在站上)能遇到6辆从A站开出的汽车．(2)要使B站汽车在途中遇到的车最多，它至少应在A站第一辆车开出50 min后出发，即应与A站第6辆车同时开出此时对应B站汽车的s—t图线MN与A站汽车的s一t图线共有11个交点(不包括t轴上的交点)，所以B站汽车在途中(不包括在站上)最多能遇到1l辆从A站开出的车．(3)如果B站汽车与A站汽车不同时开出，则B站汽车的s-t图线(如图中的直线PQ)与A站汽车的s-t 图线最多可有12个交点，所以B站汽车在途中最多能遇到12辆车．例3. 【解析】由图线可知：当U=100 V， I=0.32 A, P=UI=100×0.32=32 W;定值电阻的阻值R=100 Ω由U L+U R=100 V，得：U L+100I=100 V, I=1 100LU作该方程的图线(如图乙中直线)，它跟原图线的交点的坐标为：I1=0.29 A，U L1=7l V；此交点就是灯泡的工作点，故灯泡消耗的实际功率：P L1=I1U L1≈20W.例4. 【解析】这是一道较好的力学综合题，涉及运动、力、功能关系的问题．粗看物理情景并不复杂，但题意直接给的条件不多，只能深挖题中隐含的条件．下图表达出了整个物理过程，可以从牛顿运动定律、运动学、图像等多个角度解出，应用图像方法，简单、直观．作出速度一时间图像(如图a所示)，位移为速度图线与时间轴所夹的面积，依题意，总位移为零，即△0AE的面积与△EBC面积相等，由几何知识可知△ADC的面积与△ADB面积相等，故△0AB的面积与△DCB面积相等(如图b所示)．即：12（v1×2t0）=12v2t0解得：v2=2v1由题意知,12mv22=32J,故12mv12=8J,根据动能定理有 W1=12mv12=8J, W2=12m(v22-v12)=24J例5.【解析】在同一坐标系中作两物体做竖直上抛运动的s-t图像，如图．要A、B在空中相遇，必须使两者相对于抛出点的位移相等，即要求A、B图线必须相交，据此可从图中很快看出：物体B最早抛出时的临界情形是物体B落地时恰好与A相遇；物体B最迟抛出时的临界情形是物体B抛出时恰好与A相遇．故要使A、B能在空中相遇，△t应满足的条件为：2v0/g<△t<4v0/g通过以上讨论可以看到，图像的内涵丰富，综合性比较强，而表达却非常简明，是物理学习中数、形、意的完美统一，体现着对物理问题的深刻理解．运用图像解题不仅仅是一种解题方法，也是一个感悟物理的简洁美的过程．例6.【解析】可将切割磁感应线的导体等效为电源按闭合电路来考虑，也可以直接用法拉第电磁感应定律按闭合电路来考虑．当导线框部分进入磁场时，有恒定的感应电流，当整体全部进入磁场时，无感应电流，当导线框部分离开磁场时，又能产生相反方向的感应电流．所以应选C．强化训练参考答案：1．A 2．C 3.B4.【解析】整个过程中火车先做匀加速运动，后做匀减速运动，加速度最大时，所用时间最短，分段运动可用图像法来解．根据题意作v-t图，如图所示．由图可得:a1=v/t1①a2=v/t2②s=12 v(t 1+t 2)= 12vt ③ 由①②③解得：t=2121)(2a a a a s + 5．如图所示： ．6．t 1>t 27．乙图中小球先到底端8.v B =)13()21(2n as n n n sa -=-+ 9．13.64 s10. 10 cm/s ； 7.5s。
高中物理“图像法”解题技巧总结
高中物理“图像法”解题技巧总结◆张万武（河南省驻马店高中）【摘要】图像不仅能够使抽象的概念变得形象直观，描述物理量间的函数关系，还可以准确地表达出我们很难用语言表述清晰的内容。
使用图像法解答物理问题，既能够降低学习难度，又能够帮助我们避免复杂多变的运算过程，对学习物理知识很有帮助。
基于此，下面主要对高中物理“图像法”解题技巧进行总结。
【关键词】高中物理图像法解题技巧图像法是描述物理规律的一种方法，在解答物理问题中应用图像法，我们能够准确理解图像的物理意义，针对问题寻找突破点。
从应用效果来看，应用图像法解答物理问题是一种行之有效的方法，具备明显的优势。
因此，我们需要提高对它的重视。
一、高中物理图像法概述在高中物理知识中应用图像法解答问题的案例有许多中，具备较强的实用性。
如我们在学习电场线描述电场这一知识时，其作为一种特殊形式的电场，我们很难使用常规语言去形容它，对我们而言是一种挑战。
但是万物皆有属性，虽然我们不能使用精准的语言去阐述物质的本质，却可以利用图像清晰找到问题的突破口，将晦涩难懂的问题转换成具体形象的物理关系，在理清多种变量后，我们即可轻易解答问题。
图像法对于我们而言，不仅仅是一种辅助学习的工具，更是一种提高解题效率与质量的方法。
在解答物理问题时应用图像法，能够清晰观察到物理量的变化过程，解题思路变清晰的基础上，节省了大量的解题时间。
在学习物理知识过程中，我们会接触到许多形式的物理图像，如布局图、结构图、示意图、运行图、电路图、状态图、光路图等。
在解答物理问题时，我们需要依据问题条件，选择不同的图像，合理转换物理变量，分析其中的变化过程，最终求出结果。
二、高中物理图像法解题技巧其一，做到熟悉多种物理图像；其二，正确解读物理图像的真实意图；其三，弄清楚物理图像中横纵的物理含义，明确图像中的斜率、面积及极值点，优先确定图像起始点，随后判读相关条件；其四，依据物理量的运动过程，准确画出物理图像。
高中物理解题技巧：图像法
高物理解题技巧：图像法1物理规律可以用文字描述，也可以用数函数式表示，还可以用图象描述。
图象作为表示物理规律的方法之一，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，形象地描述物理规律。
在进行抽象思维的同时，利用图象视觉感知，有助于对物理知识的理解和记忆，准确把握物理量之间的定性和定量关系，深刻理解问题的物理意义。
应用图象不仅可以直接求或读某些待求物理量，还可以用探究某些物理规律，测定某些物理量，分析或解决某些复杂的物理过程。
图象的物理意义主要通过“点”、“线”、“面”、“形”四个方面体现，应从这四方面入手，予以明确。
1、物理图象“点”的物理意义：“点”是认识图象的基础。
物理图象上的“点”代表某一物理状态，它包含着该物理状态的特征和特性。
从“点”着手分析时应注意从以下几个特殊“点”入手分析其物理意义。
（1）截距点。
它反映了当一个物理量为零时，另一个物理的值是多少，也就是说明确表明了研究对象的一个状态。
如图1，图象与纵轴的交点反映当I=0时，U=E即电的电动势；而图象与横轴的交点反映电的短路电流。
这可通过图象的数表达式得。
（2）交点。
即图线与图线相交的点，它反映了两个不同的研究对象此时有相同的物理量。
如图2的P点表示电阻A接在电B两端时的A两端的电压和通过A的电流。
（3）极值点。
它可表明该点附近物理量的变化趋势。
如图3的D 点表明当电流等于时，电有最大的输功率。
（4）拐点。
通常反映物理过程在该点发生突变，物理量由量变到质变的转折点。
拐点分明拐点和暗拐点，对明拐点，生能一眼看其物理量发生了突变。
如图4的P 点反映了加速度方向发生了变化而不是速度方向发生了变化。
而暗拐点，生往往察觉不到物理量的突变。
如图5P 点看起是一条直线，实际上在该点速度方向发生了变化而加速度没有发生变化。
2、物理图象“线”的物理意义：“线”：主要指图象的直线或曲线的切线，其斜率通常具有明确的物理意义。
具有明确的物理意义。
物理图象的斜率代表两个物理量增量之比值物理图象的斜率代表两个物理量增量之比值，其大小往往代表另一物理量值。
高中物理物理解题方法：图示法图像法压轴难题知识归纳总结及答案解析
高中物理物理解题方法：图示法图像法压轴难题知识归纳总结及答案解析一、高中物理解题方法：图示法图像法解决物理试题1．如图所示，将质量为m的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的O点，小球静止在M点，N为O点正下方一点，ON间的距离等于橡皮筋原长，在N点固定一铁钉，铁钉位于橡皮筋右侧。
现对小球施加拉力F，使小球沿以MN为直径的圆弧缓慢向N运动，P为圆弧上的点，角PNM为60°。
橡皮筋始终在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度为g，则A．在P点橡皮筋弹力大小为B．在P点时拉力F大小为C．小球在M向N运动的过程中拉力F的方向始终跟橡皮筋垂直D．小球在M向N运动的过程中拉力F先变大后变小【答案】AC【解析】A、设圆的半径为R，则，ON为橡皮筋的原长，设劲度系数为k，开始时小球二力平衡有；当小球到达P点时，由几何知识可得，则橡皮筋的弹力为，联立解得，故A正确。
B、小球缓慢移动，即运动到任意位置均平衡，小球所受三个力平衡满足相似三角形，即，，因，可得,故B错误。
C、同理在缓慢运动过程中由相似三角形原理可知，则拉力F始终垂直于橡皮筋的弹力，C正确。
D、在两相似三角形中，代表F大小的边MP的长度一直增大，故F一直增大，故D 错误。
则选AC。
【点睛】三力平衡可以运用合成法、作用效果分解法和正交分解法，而三力的动态平衡就要用图解法或相似三角形法，若有直角的还可以选择正交分解法。
2．如图所示，半径为R的硬橡胶圆环，其上带有均匀分布的负电荷，总电荷量为Q，若在圆环上切去一小段l(l远小于R)，则圆心O处产生的电场方向和场强大小应为( )A ．方向指向AB B ．方向背离ABC ．场强大小为D ．场强大小为 【答案】BD【解析】【详解】AB 段的电量,则AB 段在O 点产生的电场强度为：,方向指向AB ，所以剩余部分在O 点产生的场强大小等于,方向背离AB ．故B,D 正确;A,C 错误.故选BD.【点睛】 解决本题的关键掌握点电荷的场强公式，以及知道AB 段与剩余部分在O 点产生的场强大小相等，方向相反．3．如图所示，水平光滑长杆上套有一物块Q ，跨过悬挂于O 点的轻小光滑圆环的细线一端连接Q ，另一端悬挂一物块P ．设细线的左边部分与水平方向的夹角为θ，初始时θ很小．现将P 、Q 由静止同时释放．关于P 、Q 以后的运动下列说法正确的是A ．当θ =60º时，P 、Q 的速度之比1：2B ．当θ =90º时，Q 的速度最大C ．当θ =90º时，Q 的速度为零D ．当θ向90º增大的过程中Q 的合力一直增大【答案】AB【解析】【分析】【详解】A 、则Q 物块沿水平杆的速度为合速度对其按沿绳方向和垂直绳方向分解，P 、Q 用同一根绳连接，则Q 沿绳子方向的速度与P 的速度相等，则当θ =60°时，Q 的速度cos60Q P v v ︒=，解得：12P Q v v =，A 项正确．B 、C 、P 的机械能最小时，即为Q 到达O 点正下方时，此时Q 的速度最大，即当θ=90°时，Q 的速度最大；故B 正确，C 错误．D 、当θ向90°增大的过程中Q 的合力逐渐减小，当θ=90°时，Q 的速度最大，加速度最小，合力最小，故D 错误．故选AB ．【点睛】考查运动的合成与分解，掌握能量守恒定律，注意当Q 的速度最大时，P 的速度为零，是解题的关键，4．如图所示，跨过同一高度处的光滑轻小定滑轮的细线连接着质量相同的物体A 和B ，A 套在光滑水平杆上，定滑轮离水平杆的高度h=0.2m ，开始时让连接A 的细线与水平杆的夹角θ=53°，现把A 由静止释放，在以后A 向右的运动过程中，下列说法中正确的是（sin53°=0.8，cos53°=0.6，g 取10m/s 2，且B 不会与水平杆相碰．）( )A ．物体A 在运动的过程中，绳的拉力一直做正功，所以机械能一直增加B ．物体B 在运动的过程中，绳的拉力先做负功再做正功，动能最小为零C ．物体A 在运动过程中先加速后减速，且最大速度等于1m/sD ．物体B 在运动过程中先加速后减速，且最大速度等于1m/s【答案】BC【解析】【分析】【详解】A 、在A 运动过程中，开始时绳子拉力与运动方向相同，拉力做正功，当越过悬点正下方后，拉力开始做负功；故A 拉力先做正功后做负功；故A 错误.C 、A 的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向上的分速度等于B 的速度大小，有：v A cos θ=v B ，A 、B 组成的系统机械能守恒，当θ=90°时，A 的速率最大，此时B 的速率为零．根据系统机械能守恒有：21()sin 2B A h m g h mv θ-=，解得v =1m/s ；C 正确. B 、在B 运动过程中，拉力先做负功后做正功，当B 的速度为零动能最小为零；故B 正确.D 、由A 的分析可知，B 的速度先向下增大后减小，再向上增大后减小．最大速度等于v A cos θ=0.8m/s ；故D 错误.故选BC.【点睛】解决本题的关键知道A 沿绳子方向上的分速度等于B 的速度大小，以及知道A 、B 组成的系统机械能守恒．5．如图甲所示，一个条形磁铁固定在水平桌面上，以的右端点为原点，中轴线为轴建立一维坐标系。
高中物理图像法解决物理试题解题技巧和训练方法及练习题
高中物理图像法解决物理试题解题技巧和训练方法及练习题1.问题：一个球从斜面上下滚动，求滚动过程中球心的加速度。
解题方法：通过绘制球在不同位置的速度矢量图，可以发现球心的加速度大小恒定为g*sinθ，方向沿斜面向下。
2.问题：一个火箭垂直向上发射，求其高度和速度随时间的变化关系。
解题方法：绘制高度-时间和速度-时间图像，根据火箭发射时的初速度和加速度，分析其运动状态。
3.问题：一个物体从高处自由落下，求其下落时间和落地时的速度。
解题方法：通过绘制速度-时间图，找到物体的初速度和加速度，并利用运动学公式求解。
4.问题：两个弹簧同时用力拉伸，求弹簧的合力和合力的方向。
解题方法：绘制拉伸弹簧的位移-力图，根据弹簧的弹性系数和拉伸量求解合力大小和方向。
5.问题：一个半径为R的圆盘在水平桌面上绕自身垂直轴心旋转，求其角速度和角加速度。
解题方法：通过绘制角速度-时间和角加速度-时间图像，利用旋转的基本关系式求解。
6.问题：一个抛体做匀速圆周运动，求其速度和加速度的大小。
解题方法：绘制速度-时间和加速度-时间图像，根据圆周运动的特点求解。
7.问题：一个光滑水平桌面上有一个质量为m的物体，另一边有一个质量为2m的物体，求两个物体之间的摩擦力。
解题方法：绘制摩擦力-加速度图像，根据牛顿第二定律和摩擦力公式求解。
8.问题：一个光滑水平桌面上有一个质量为m的物体，通过绳子连接一个质量为2m的物体，求系统的加速度。
解题方法：绘制受力-加速度图像，根据牛顿第二定律和受力平衡条件求解。
9.问题：一个光滑水平桌面上有一个质量为m的物体，与墙面接触，求物体受到的压力大小和方向。
解题方法：绘制压力-受力图像，根据受力平衡条件和压力的定义求解。
10.问题：一个电流为I的导线在磁场中受到力F，求导线的长度和磁场的大小。
解题方法：绘制力-电流图像，利用洛伦兹力公式和导线长度的关系求解。
高中物理物理解题方法：图像法习题知识归纳总结含答案解析
高中物理物理解题方法：图像法习题知识归纳总结含答案解析一、题方法：图像法1．图甲为某电源的U I -图线，图乙为某小灯泡的U I -图线，则下列说法中正确的是（ ）A ．电源的内阻为5ΩB ．小灯泡的电阻随着功率的增大而减小C ．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.3WD ．把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为0.4W【答案】D【解析】【详解】A ．根据闭合电路欧姆定律变形：U E Ir =-可得图像与纵轴的交点表示电动势，图像斜率的大小表示内阻，根据甲图电动势为：1.5V E =内阻为：1.0 1.55ΩΩ0.33r -== A 错误；B ．根据乙图可知电流越大，小灯泡功率越大，根据欧姆定律变形得：U R I= 可知乙图线上某点与原点连线的斜率为电阻，所以小灯泡的电阻随着功率的增大而增大，B 错误；C ．把电源和小灯泡组成闭合回路，将甲、乙两图叠加到一起：-曲线的交点即小灯泡的电压、电流，根据图像读数：两U IU≈0.125VI≈0.28A所以，小灯泡的功率为：==⨯≈0.1250.28W0.035WP UIC错误；D．回路中的总功率为：==⨯≈P EI1.50.28W0.42W总D正确。
故选D。
2．如图是某质点运动的速度图象，由图象得到的正确结果是A．0～1 s内的平均速度是2 m/sB．0～2 s内的位移大小是4 mC．0～1 s内的运动方向与2 s～4 s内的运动方向相反D．0～1 s内的加速度大小大于2 s～4 s内加速度的大小【答案】D【解析】0～1s内质点做匀加速直线运动，其平均速度为初末速度之和的一半即：，故A错误；在v-t图象中，图线与坐标轴所围的面积大小等于位移：，故B错误；速度的正负表示速度的方向，则知0～1s 内的运动方向与2～4s内的运动方向相同，故C错误；速度图象的斜率等于加速度，则知0～1s内的加速度大于2～4s内的加速度，故D正确。
所以D正确，ABC错误。
2023年高中奥林匹克物理竞赛解题方法图像法
高中奥林匹克物理竞赛解题措施十一、图像法措施简介图像法是根据题意把抽象复杂旳物理过程有针对性地表到达物理图像，将物理量间旳代数关系转变为几何关系，运用图像直观、形象、简要旳特点，来分析处理物理问题，由此到达化难为易，化繁为简旳目旳，图像法在处理某些运动问题，变力做功问题时是一种非常有效旳措施。
赛题精讲例1：一火车沿直线轨道从静止发出由A 地驶向B 地，并停止在B 地。
AB 两地相距s ，火车做加速运动时，其加速度最大为a 1，做减速运动时，其加速度旳绝对值最大为a 2，由此可可以判断出该火车由A 到B 所需旳最短时间为 。
解析：整个过程中火车先做匀加速运动，后做匀减速运动，加速度最大时，所用时间最短，分段运动可用图像法来解。
根据题意作v —t 图，如图11—1所示。
由图可得11t v a =vt t t v s t v a 21)(212122=+==由①、②、③解得2121)(2a a a a s t +=例2：两辆完全相似旳汽车，沿水平直路一前一后匀速行驶，速度为v 0，若前车忽然以恒定旳加速度刹车，在它刚停住时，后车此前车刹车时旳加速度开始刹车。
已知前车在刹① ②车过程中所行旳距离为s ，若要保证两辆车在上述状况中不相碰，则两车在做匀速行驶时保持旳距离至少为 （ ）A ．sB ．2sC ．3sD ．4s解析：物体做直线运动时，其位移可用速度——时间图像中旳面积来表达，故可用图像法做。
作两物体运动旳v —t 图像如图11—2所示，前车发生旳位移s 为三角形v 0Ot 旳面积，由于前后两车旳刹车加速度相似，根据对称性，后车发生旳位移为梯形旳面积S ′=3S ，两车旳位移之差应为不相碰时，两车匀速行驶时保持旳最小车距2s.因此应选B 。
例3：一只老鼠从老鼠洞沿直线爬出，已知爬出速度v 旳大小与距老鼠洞中心旳距离s 成反比，当老鼠抵达距老鼠洞中心距离s 1=1m 旳A 点时，速度大小为v 1=20cm/s ，问当老鼠抵达距老鼠洞中心s 2=2m 旳B 点时，其速度大小v 2=?老鼠从A 点抵达B 点所用旳时间t=?解析：由于老鼠从老鼠洞沿直线爬出，已知爬出旳速度与通过旳距离成反比，则不能通过匀速运动、匀变速运动公式直接求解，但可以通过图像法求解，由于在s v1图像中，所围面积即为所求旳时间。
物理竞赛解题方法
高中奥林匹克物理竞赛解题方法一、整体法整体是以物体系统为研究对象，从整体或全过程去把握物理现象的本质和规律，是一种把具有相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的多个物体，多个状态，或者多个物理变化过程组合作为一个融洽加以研究的思维形式。
整体思维是一种综合思维，也可以说是一种综合思维，也是多种思维的高度综合，层次深、理论性强、运用价值高。
因此在物理研究与学习中善于运用整体研究分析、处理和解决问题，一方面表现为知识的综合贯通，另一方面表现为思维的有机组合。
灵活运用整体思维可以产生不同凡响的效果，显现“变”的魅力，把物理问题变繁为简、变难为易。
例7 有一轻质木板AB 长为L ，A 端用铰链固定在竖直墙上，另一端用水平轻绳CB 拉住。
板上依次放着A 、B 、C 三个圆柱体，半径均为r ，重均为G ，木板与墙的夹角为θ，如图1—8所示，不计一切摩擦，求BC 绳上的张力。
二、隔离法隔离法就是从整个系统中将某一部分物体隔离出来，然后单独分析被隔离部分的受力情况和运动情况，从而把复杂的问题转化为简单的一个个小问题求解。
隔离法在求解物理问题时，是一种非常重要的方法，学好隔离法，对分析物理现象、物理规律大有益处。
例9 如图2—9所示，四个相等质量的质点由三根不可伸长的绳子依次连接，置于光滑水平面上，三根绳子形成半个正六边形保持静止。
今有一冲量作用在质点A ，并使这个质点速度变为u ，方向沿绳向外，试求此瞬间质点D 的速度.解析 要想求此瞬间质点D 的速度，由已知条件可知得用动量定理，由于A 、B 、C 、D 相关联，所以用隔离法，对B 、C 、D 分别应用动量定理，即可求解.以B 、C 、D 分别为研究对象，根据动量定理：对B 有：I A —I B cos60°=m B u …………①I A cos60°—I B =m B u 1…………②对C 有：I B —I D cos60°=m C u 1……③I B cos60°—I D =m c u 2…………④对D 有：I D =m D u 2……⑤由①~⑤式解得D 的速度u u 1312三、微元法微元法是分析、解决物理问题中的常用方法，也是从部分到整体的思维方法。
高中物理物理解题方法：图像法习题知识归纳总结及答案解析
高中物理物理解题方法：图像法习题知识归纳总结及答案解析一、题方法：图像法1．一个质量为0.5kg 的物体，从静止开始做直线运动，物体所受合外力F 随时间t 变化的图象如图所示，则在时刻t =8s 时，物体的速度为（ ）A ．2m/sB ．8m/sC ．16m/sD ．42m/s 【答案】C【解析】【分析】【详解】 F t -图像的面积表示冲量，在上方为正，在下方为负，故根据动量定理可得11122212222210222mv ⨯+⨯⨯-⨯⨯+⨯+⨯⨯=-，解得第8s 末的速度为16/v m s =，C 正确．【点睛】F-t 图像的面积是解决本题的关键，在物理中，从图像角度研究问题，需要注意图像的斜率，截图，面积等表示的含义．2．从1907 年起，密立根就开始测量金属的遏止电压C U （即图1 所示的电路中电流表G的读数减小到零时加在电极K 、A 之间的反向电压）与入射光的频率ν，由此算出普朗克常量h ，并与普朗克根据黑体辐射得出的h 相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性．按照密立根的方法我们利用图示装置进行实验，得到了某金属的 C U ν-图像如图2 所示．下列说法正确的是A ．该金属的截止频率约为4．27× 1014 HzB ．该金属的截止频率约为5．50× 1014 HzC ．该图线的斜率为普朗克常量D ．该图线的斜率为这种金属的逸出功【答案】A【解析】【分析】【详解】试题分析：设金属的逸出功为0W ，截止频率为c ν，因此0W h ν=；光电子的最大初动能Ek 与遏止电压UC 的关系是k c E eU =，光电效应方程为0k E h W ν=-；联立两式可得：0C W h U e eν=-，因此图像的斜率为h e ，ＣＤ错误；当C 0U =可解得144.310c Hz νν==⨯，即金属的截止频率约为Hz ，在误差允许范围内，可以认为A 正确；B 错误．考点：光电效应．3．一质量为2kg 的物体静止在水平桌而上，在水平拉力F 的作用下，沿水平方向运动2s 后撒去外力，其v ﹣t 图象如图所示，下列说法正确的是（ ）A ．在0～6s 内，物体的位移大小为12mB ．在2～6s 内，物体的加速度大小为0.5m/s 2C ．在0﹣6s 内，摩擦力做的功为﹣8JD ．在0～6s 内，摩擦力做的功为﹣4J【答案】B【解析】【详解】A 、根据速度时间图线围成的面积表示位移大小，在0～6s 内，物体的位移大小为126m 6m 2x =⨯⨯=，故选项A 错误； B 、在2～6s 内，物体的加速度大小为2Δ0.5m/s Δv a t==，故选项B 正确； CD 、根据牛顿第二定律得阻力为20.5N 1N f ma ==⨯=，在0～6s 内，摩擦力做功为16J 6J f W fx =-=-⨯=-，故选项C 、D 错误．4．下列给出的四组（每组两个图象）图象中，能够反映同一直线运动的是（ ）A．B．C．D．【答案】C【解析】【详解】AB．A图中v-t图像表示先匀速后匀加速，所以x-t图像错误，A错误；同理B也错误；C．C图中x-t图像表示物体先静止，后匀速，匀速速度为2m/s，因此v-t图像正确，故C 正确；D．D图中没有匀加速所以v-t图像不对，D错误。
高中物理图像法解题方法专题指导
高中物理图像法解题方法专题指导一、方法简介图像法是根据题意把抽像复杂的物理过程有针对性地表示成物理图像，将物理量间的代数关系转变为几何关系，运用图像直观、形像、简明的特点，来分析解决物理问题，由此达到化难为易、化繁为简的目的．高中物理学习中涉及大量的图像问题，运用图像解题是一种重要的解题方法．在运用图像解题的过程中，如果能分析有关图像所表达的物理意义，抓住图像的斜率、截距、交点、面积、临界点等几个要点，常常就可以方便、简明、快捷地解题．二、典型应用1．把握图像斜率的物理意义在v-t图像中斜率表示物体运动的加速度，在s-t图像中斜率表示物体运动的速度，在U-I图像中斜率表示电学元件的电阻，不同的物理图像斜率的物理意义不同．2．抓住截距的隐含条件图像中图线与纵、横轴的截距是另一个值得关注的地方，常常是题目中的隐含条件．例1、在测电池的电动势和内电阻的实验中，根据得出的一组数据作出U-I图像，如图所示，由图像得出电池的电动势E=______ V，内电阻r=_______ Ω.3．挖掘交点的潜在含意一般物理图像的交点都有潜在的物理含意，解题中往往又是一个重要的条件，需要我们多加关注．如：两个物体的位移图像的交点表示两个物体“相遇”．例2、A、B两汽车站相距60 km，从A站每隔10 min向B站开出一辆汽车，行驶速度为60 km／h．(1)如果在A站第一辆汽车开出时，B站也有一辆汽车以同样大小的速度开往A 站，问B站汽车在行驶途中能遇到几辆从A站开出的汽车?(2)如果B站汽车与A站另一辆汽车同时开出，要使B站汽车在途中遇到从A站开出的车数最多，那么B站汽车至少应在A 站第一辆车开出多长时间后出发(即应与A站第几辆车同时开出)?最多在途中能遇到几辆车?(3)如果B站汽车与A站汽车不同时开出，那么B站汽车在行驶途中又最多能遇到几辆车?例3、如图是额定电压为100伏的灯泡由实验得到的伏安特曲线，则此灯泡的额定功率为多大?若将规格是“100 v、100W”的定值电阻与此灯泡串联接在100 v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?4．明确面积的物理意义利用图像的面积所代表的物理意义解题，往往带有一定的综合性，常和斜率的物理意义结合起来，其中v一t图像中图线下的面积代表质点运动的位移是最基本也是运用得最多的．例4、在光滑的水平面上有一静止的物体，现以水平恒力甲推这一物体，作用一段时间后，换成相反方向的水平恒力乙推这一物体．当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时，物体恰好回到原处，此时物体的动能为32 J．则在整个过程中，恒力甲做功等于多少?恒力乙做功等于多少?5．寻找图中的临界条件物理问题常涉及到许多临界状态，其临界条件常反映在图中，寻找图中的临界条件，可以使物理情景变得清晰．例5、从地面上以初速度2v0竖直上抛一物体A，相隔△t时间后又以初速度v0从地面上竖直上抛另一物体B，要使A、B能在空中相遇，则△t应满足什么条件?6．把握图像的物理意义例6、如图所示，一宽40 cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里．一边长为20 cm 的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v=20 cm／s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行．取它刚进入磁场的时刻t=0，在下列图线中，正确反映感应电流随时问变化规律的是( )三、针对训练( )1．汽车甲沿着平直的公路以速度v0做匀速直线运动．当它路过某处的同时，该处有一辆汽车乙开始做初速为零的匀加速运动去追赶甲车．根据上述的已知条件A．可求出乙车追上甲车时乙车的速度B．可求出乙车追上甲车时乙车所走的路程C．可求出乙车从开始起动到追上甲车时所用的时间D．不能求出上述三者中任何一个( )2．在有空气阻力的情况下，以初速v1竖直上抛一个物体，经过时间t1，到达最高点．又经过时间t2，物体由最高点落回到抛出点，这时物体的速度为v2，则A．v2=v1, t2=t1 B．v2>v1, t2>t1C．v2<v1, t2>t1 D．v2<v1, t2<t1( )3、一颗速度较大的子弹，水平击穿原来静止在光滑的水平面上的木块，设木块对子弹的阻力恒定，则子弹入射速度增大时，下列说法正确的是A、木块获得的动能变大B、木块获得的动能变小C、子弹穿过木块的时间变长D、子弹穿过木块的时间不变4、一火车沿直线轨道从静止发出由A地驶向B地，并停止在B地．A、B两地相距s，火车做加速运动时，其加速度最大为a1，做减速运动时，其加速度的绝对值最大为a2，由此可以判断出该火车由A到B所需的最短时间为__________.5、一质点沿x轴做直线运动，其中v随时间t的变化如图(a)所示，设t=0时，质点位于坐标原点O处．试根据v-t图分别在(b)及图(c)中尽可能准确地画出：(1)表示质点运动的加速度a随时间t变化关系的a-t图；(2)表示质点运动的位移x随时间t变化关系的x-t图．6、物体从某一高度由静止开始滑下，第一次经光滑斜面滑至底端时间为t1，第二次经过光滑曲面ACD滑至底端时间为t2，如图所示，设两次通过的路程相等，试比较t1与t2的大小关系．7、两光滑斜面高度相等，乙斜面的总长度和甲斜面的总长度相等，只是由两部分接成，如图所示．将两个相同的小球从斜面的顶端同时释放，不计在接头处的能量损失，问哪个先滑到底端?8、A、B两点相距s，将s平分为n等份．今让一物体(可视为质点)从A点由静止开始向B做加速运动，物体通过第一等份时的加速度为a，以后每过一个等分点，加速度都增加a/n，试求该物体到达B点的速度．9、质量m=1 kg的物体A开始时静止在光滑水平地面上，在第1，3，5…奇数秒内，给A施加同向的2 N的水平推力F，在2，4，6…偶数秒内，不给施加力的作用，问经多少时间，A可完成s=100 m的位移．10、一只老鼠从老鼠洞沿直线爬出，已知爬出速度v的大小与距洞口的距离s成反比，当老鼠到达洞口的距离s1=1m的A点时，速度大小为v1=20cm/s，当老鼠到达洞口的距离s2=2m 的A点时，速度大小为v2为多少？老鼠从A点到达B点所用的时间t为多少？例题解析：例1.【解析】电源的U-I图像是经常碰到的，由图线与纵轴的截距容易得出电动势E=1.5 V，图线与横轴的截距0．6 A是路端电压为0．80伏特时的电流，(学生在这里常犯的错误是把图线与横轴的截距0．6 A当作短路电流，而得出r=E/I短=2.5Ω的错误结论．)故电源的内阻为:r=△U/△I=1.2Ω.例2.【解析】依题意在同一坐标系中作出分别从A、B站由不同时刻开出的汽车做匀速运动的s一t图像，如图所示．从图中可一目了然地看出：(1)当B站汽车与A站第一辆汽车同时相向开出时，B站汽车的s一t图线CD与A站汽车的s-t图线有6个交点(不包括在t轴上的交点)，这表明B 站汽车在途中(不包括在站上)能遇到6辆从A站开出的汽车．(2)要使B站汽车在途中遇到的车最多，它至少应在A站第一辆车开出50 min后出发，即应与A站第6辆车同时开出此时对应B站汽车的s—t图线MN与A站汽车的s一t图线共有11个交点(不包括t轴上的交点)，所以B站汽车在途中(不包括在站上)最多能遇到1l辆从A站开出的车．(3)如果B站汽车与A站汽车不同时开出，则B站汽车的s-t图线(如图中的直线PQ)与A站汽车的s-t 图线最多可有12个交点，所以B站汽车在途中最多能遇到12辆车．例3. 【解析】由图线可知：当U=100 V， I=0.32 A, P=UI=100×0.32=32 W;定值电阻的阻值R=100 Ω由U L+U R=100 V，得：U L+100I=100 V, I=1 100LU作该方程的图线(如图乙中直线)，它跟原图线的交点的坐标为：I1=0.29 A，U L1=7l V；此交点就是灯泡的工作点，故灯泡消耗的实际功率：P L1=I1U L1≈20W.例4. 【解析】这是一道较好的力学综合题，涉及运动、力、功能关系的问题．粗看物理情景并不复杂，但题意直接给的条件不多，只能深挖题中隐含的条件．下图表达出了整个物理过程，可以从牛顿运动定律、运动学、图像等多个角度解出，应用图像方法，简单、直观．作出速度一时间图像(如图a所示)，位移为速度图线与时间轴所夹的面积，依题意，总位移为零，即△0AE的面积与△EBC面积相等，由几何知识可知△ADC的面积与△ADB面积相等，故△0AB的面积与△DCB面积相等(如图b所示)．即：12（v1×2t0）=12v2t0解得：v2=2v1由题意知,12mv22=32J,故12mv12=8J,根据动能定理有 W1=12mv12=8J, W2=12m(v22-v12)=24J例5.【解析】在同一坐标系中作两物体做竖直上抛运动的s-t图像，如图．要A、B在空中相遇，必须使两者相对于抛出点的位移相等，即要求A、B图线必须相交，据此可从图中很快看出：物体B最早抛出时的临界情形是物体B落地时恰好与A相遇；物体B最迟抛出时的临界情形是物体B抛出时恰好与A相遇．故要使A、B能在空中相遇，△t应满足的条件为：2v0/g<△t<4v0/g通过以上讨论可以看到，图像的内涵丰富，综合性比较强，而表达却非常简明，是物理学习中数、形、意的完美统一，体现着对物理问题的深刻理解．运用图像解题不仅仅是一种解题方法，也是一个感悟物理的简洁美的过程．例6.【解析】可将切割磁感应线的导体等效为电源按闭合电路来考虑，也可以直接用法拉第电磁感应定律按闭合电路来考虑．当导线框部分进入磁场时，有恒定的感应电流，当整体全部进入磁场时，无感应电流，当导线框部分离开磁场时，又能产生相反方向的感应电流．所以应选C．强化训练参考答案：1．A 2．C 3.B4.【解析】整个过程中火车先做匀加速运动，后做匀减速运动，加速度最大时，所用时间最短，分段运动可用图像法来解．根据题意作v-t图，如图所示．由图可得:a1=v/t1①a2=v/t2②s=12 v(t 1+t 2)= 12vt ③ 由①②③解得：t=2121)(2a a a a s + 5．如图所示： ．6．t 1>t 27．乙图中小球先到底端8.v B =)13()21(2n as n n n sa -=-+ 9．13.64 s10. 10 cm/s ； 7.5s。
解题方法专题——图像法讲义
图像法本专题主要讲述图像法在物理学中的应用。
解决物理问题的依据主要是利用相应的物理规律，定量给出物理量间的函数关系式，而采用数、形转换这一手段将给出的函数关系式以图像的形式表现出来就称为函数的图像，它和用公式的形式给出的物理规律本质是一致的。
但表现的形式不同，图像能够直观、形象、动态地表达物理过程和物理规律。
有时候，在解决一些复杂问题时用图像法解题更为明了、简捷。
图像包含的信息内容非常丰富，可考查学生的数形结合能力和信息提取的能力。
图像的识别（2020·重庆模拟）如图所示，有一边长为L的正方形线框abcd，由距匀强磁场上边界H处静止释放，其下边刚进入匀强磁场区域时恰好能做匀速直线运动。
匀强磁场区域宽度也为L，ab边开始进入磁场时记为t1，cd边出磁场时记为t2，忽略空气阻力，从线框开始下落到cd边刚出磁场的过程中，线框的速度大小v、加速度大小a、ab两点的电压大小U ab、线框中产生的焦耳热Q随时间t的变化图像可能正确的是（）A．B．C．D．关键信息：边刚进入匀强磁场区域时恰好能做匀速直线运动→线框所受安培力与重力平衡→分析出cd边出磁场之前线框也做匀速直线运动ab边开始进入磁场→ab边相当于电源，ab两点间电压对应的是路端电压，U ab＝34Ecd边出磁场前→ab两点间电压对应的是ab两点间这段导线电阻的电压，U ab＝14E线框中产生的焦耳热Q→因线框进入磁场之后的下落是做匀速直线运动，所以线框中的电流大小不变，可结合法拉第电磁感应定律以及焦耳定律进行计算解题思路：由右手定则判断出感应电流的方向，由法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小，进而得到安培力，再根据平衡条件、牛顿第二定律、电路知识、焦耳定律等进行相关计算、判断。
AB．线框从磁场上方H处开始下落到下边刚进入磁场过程中线框做自由落体运动；因线框下边刚进入匀强磁场区域时恰好能做匀速直线运动，可知线框直到cd边出磁场时也做匀速直线运动，可知A、B错误；CD．线框ab边进入磁场的过程：E＝BLv，ab边相当于电源，则U ab＝34BLv；cd边进入磁场的过程：E＝BLv，cd边相当于电源，ab边相当于外电路中的一个电阻，其电阻为线框电阻的14，则U ab＝14BLv；线框进入磁场和出磁场过程中电动势相同，均为E＝BLv，时间相同，则线框中产生的热量Q＝2EtR相同；故C项正确，D错误。
高中物理解题方法——图像法
高中物理解题方法——图像法选择合适的方法是把物理问题转化为数学问题的关键。
方法是否合适决定了解题能否顺利进行以及解题的简捷程度。
例如，图像法、模型法、类比法、隔离法、等效法、极限法等。
对于图像，新课标中有这样的要求：能运用几何图形、函数图像进行表达、分析，在高考中有直接利用图像或间接利用图像求解的物理问题。
在近几年高考试题中均把物理图像作为重要的考查内容，从不同的侧面考查考生观察分析、收集信息、推理判断、作图处理数据和用图像解决物理问题的能力，所以正确运用图像，是备考的重要课题。
下面就把高中物理中常出现的图像加以简单概括总结。
一、振动图像和波的图像振动是一个质点随时间的推移而呈现的现像，波动是全部质点联合起来共同呈现的现像．简谐运动和其引起的简谐波的振幅、频率相同,二者的图像有相同的正弦（余弦）曲线形状,但二图像是有本质区别的．见表：图线物理意义表示一质点在各时刻的位移 表示某时刻各质点的位移 图线变化 随时间推移图延续，但已有形状不变 随时间推移，图像沿传播方向平移一完整曲线占横坐标距离 表示一个周期 表示一个波长二、运动图像 1、运动图像包括速度图像、位移图像、加速度图像．对学生的要求是能通过坐标轴及图像的形状识别各种图像，知道它们分别代表何种运动，如图1(a)、(b)、(c)所示分别为ｖ-ｔ图像、ｓ-ｔ图像和ａ-ｔ图像．图1其中：①是匀速直线运动，②是初速度为零的匀加速直线运动，③是初速度不为零的匀加速直线运动，④是匀减速直线运动． 2、明确图像与坐标轴、图像与图像之间的交点的物理意义．如图2(a)中，图线与纵轴的交点M表示开始计时时，物体有初速度ｖ；如图2(b)中，图线与横轴的交点N表示物体做正向减速运动时所到达的最大正向位移的时刻；如图2(c）中，两图线甲、乙的交点E表示甲、乙两物体运动速度相同的时刻及速度，如图2(d)中，两图线A、B的交点F表示物体A追上物体B的位移和时间．图23、明确各图像间的对应关系，从位移图像上比较速度的变化；从速度图像上，确定位移的大小；从速度图像上比较加速度的大小等．三、理想气体的P—V图像、V—T图像、P—T图像1、一定质量的气体发生等温变化时的P—V图像如图3所示。
高中物理物理解题方法：图像法压轴难题提高题专题及答案解析
高中物理物理解题方法：图像法压轴难题提高题专题及答案解析一、题方法：图像法1．如图是某质点运动的速度图象，由图象得到的正确结果是A ．0～1 s 内的平均速度是2 m/sB ．0～2 s 内的位移大小是4 mC ．0～1 s 内的运动方向与2 s ～4 s 内的运动方向相反D ．0～1 s 内的加速度大小大于2 s ～4 s 内加速度的大小【答案】D【解析】0～1s 内质点做匀加速直线运动，其平均速度为初末速度之和的一半即：，故A 错误；在v-t 图象中，图线与坐标轴所围的面积大小等于位移：，故B 错误；速度的正负表示速度的方向，则知0～1s 内的运动方向与2～4s 内的运动方向相同，故C 错误；速度图象的斜率等于加速度，则知0～1s 内的加速度大于2～4s 内的加速度，故D 正确。
所以D 正确，ABC 错误。
2．平直的公路上有a 、b 两辆汽车同向行驶，t =0时刻b 车在前a 车在后，且两车相距s 0。
已知a 、b 两车的v -t 图象如下图所示，在0~t 1时间内，b 车的位移为s ，则下列说法中正确的是（ ）A ．0~t 1时间内a 车的位移为3sB ．若a 、b 在t 1时刻相遇，则s 0=sC ．若a 、b 在12t 时刻相遇，则023s s D ．若a 、b 在12t 时刻相遇，它们将在123t 时刻再次相遇 【答案】A【解析】【分析】【详解】A.v −t 图象围成的面积表示位移，在0~t 1时间内a 围成的面积是b 的三倍，故A 正确；B.若a 、b 在t 1时刻相遇，则0s 等于该段时间内a 、b 位移差，则s 0=2s ，故B 错误；C.若a 、b 在12t 时刻相遇，该段时间内b 的位移为14s ，a 的位移为74s ，所以032s s =，故C 错误；D.如图若在12t 时刻相遇，它们将在132t 时刻再次相遇，D 错误。
故选A.【点睛】 在速度时间图像中，需要掌握三点：一、速度的正负表示运动方向，看运动方向是否发生变化，只要考虑速度的正负是否发生变化；二、图像的斜率表示物体运动的加速度；三、图像与坐标轴围成的面积表示位移，在坐标轴上方表示正方向位移，在坐标轴下方表示负方向位移。
高中物理奥赛经典方法 作图法
八、作图法方法简介作图法是根据题意把抽象复杂的物理过程有针对性的表示成物理图像，将物理问题转化成一个几何问题，通过几何知识求解，作图法的优点是直观形象，便于定性分析，也可定性计算，灵活应用作图法会给解题带来很大方便。
赛题精析例1：如图8—1所示，细绳跨过定滑轮，系住一个质量为m的球，球靠在光滑竖直墙上，当拉动细绳使球匀速上升时，球对墙的压力将（）A、增大B、减小C、先增大后减小D、先减小后增大解析：球在三个力的作用下处于平衡。
当球上升时，θ角增大，可用动态的三角形定性分析，作出圆球的受力图，如图8—1甲所示。
从图可见，当球上升时，θ角增大，墙对球的支持力增大，从而球对墙的压力也增大。
故选A正确。
例2：用两根绳子系住一重物，如图8—2所示。
绳OA与天花板间夹角θ不变，当用手拉住绳子OB，使绳OB由水平方向转向竖直方向的过程中，OB绳所受的拉力将（）A、始终减小B、始终增大C、先减小后增大D、先增大后减小解析：因物体所受重力的大小、方向始终不变，绳OA拉力的方向始终不变，又因为物体始终处于平衡状态，所受的力必然构成一个三角形，如图8—2甲所示，由图可知OB 绳受的拉力是先减小后增大。
可知答案选C例3：如图8—3所示，质量为m的小球A用细绳拴在天花板上，悬点为O，小球靠在光滑的大球上，处于静止状态。
已知：大球的球心O′在悬点的正下方，其中绳长为l，大球的半径为R，悬点到大球最高点的距离为h。
求对小球的拉力T和小球对大球的压力。
解析：力的三角形图和几何三角形有联系，若两个三角形相似，则可以将力的三角形与几何三角形联系起来，通过边边对应成比例求解。
以小球为研究对象，进行受力分析，如图8—3甲所示，小球受重力mg 、绳的拉力T 、大球的支持力N ，其中重力mg 与拉力T 的合力与支持力N 平衡。
观察图中的特点，可以看出力的矢量三角形（灰色）与几何三角形AOO ′相似，即：T l =mg h R +，N R =mg h R+所以绳的拉力：T =l h R+mg 小球对大球的压力：N ′=N =R h R +mg 例4：如图8—4所示，质点自倾角为α的斜面上方定点O沿光滑的斜槽从静止开始下滑，为使质点在最短时间内从O 点到达斜面，斜槽与竖直方向的夹角β应等于多少？解析：如图8—4甲所示，以经过O 点的竖直线上的一点O′为圆心，OO′为半径作圆，并使该圆与斜面恰好相切于A 点，与OO ′延长线交于B 点。
高中物理图示法图像法解决物理试题答题技巧及练习题
高中物理图示法图像法解决物理试题答题技巧及练习题一、图示法图像法解决物理试题1．竖直绝缘墙壁上有一个固定的小球A，在A球的正上方P点用绝缘线悬挂另一个小球B，A﹑B两个小球因带电而互相排斥，致使悬线与竖直方向成θ角，如图所示，若线的长度变为原来的一半，同时小球B的电量减为原来的一半，A小球电量不变，则再次稳定后A．A、B两球间的库仑力变为原来的一半B．A、B两球间的库仑力虽然减小，但比原来的一半要大C．线的拉力减为原来的一半D．线的拉力虽然减小，但比原来的一半要大【答案】BC【解析】【详解】由于逐渐漏电的过程中，处于动态平衡状态，对B进行受力分析如图所示：△PAB∽FBF2，所以.C、D、因G和PQ长度h不变，则丝线长度l变为原来的一半，可得丝线拉力F2变为原来的一半，与小球的电量及夹角无关；C正确，D错误.A、B、由三角形相似知，同理得，联立得，则，则可得;故A错误，B正确.故选BC.【点睛】本题是力学中动态平衡问题，采用的是三角形相似法，得到力的大小与三角形边长的关系，进行分析．2．如图所示，质量为m 的小物体用不可伸长的轻细线悬挂在天花板上，处于静止状态.现对处于静止状态的物体施加一个大小为F 、与竖直方向夹角为θ的斜向上恒定拉力，平衡时细线与竖直方向的夹角为60o ；保持拉力大小和方向不变，仅将小物体的质量增为2m ，再次平衡时，细线与竖直方向的夹角为30o ，重力加速度为g ，则( )A ．F mg =B ．3F mg =C ．30θ=oD ．60θ=o【答案】AD【解析】【分析】 【详解】 以物体为研究对象，设平衡时绳子与竖直方向的夹角为α，受力情况如图所示：当物体重力为mg 时，α=60°，根据正弦定理可得sin 60sin(18060)F mg θ=︒︒-︒-，即sin 60sin(120)F mg θ=︒︒-，当物体的重力为2mg 时，α=30°，根据正弦定理可得：sin 30sin(18030)F mg θ=︒︒-︒-，即sin 30sin(150)F mg θ=︒︒-，联立解得：θ=60°，F =mg ；所以A 、D 正确，B 、C 错误．故选AD ．【点睛】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答．3．甲乙两图中，某时刻绳子AB 与水平方向的夹角均为θ，绳子上端以速度v 0匀速拉动，在两车运动过程中，下列说法正确的是（ ）A ．甲、乙两车运动速度大小之比cos 1cos θθ+ B ．甲车运动速度大小为0cos v θC ．相同时间t ∆内乙车速度增量大于甲车速度增量D ．此刻若将速度v 0改成拉力F ，则两车加速度大小之比1:1【答案】AC【解析】【详解】ABC ．由甲图可知，甲车的速度011cos v v θ=+ 乙车的速度 02cos v v θ=所以，甲、乙两车运动速度大小之比cos 11cos θθ<+，相同时间t ∆内乙车速度增量大于甲车速度增量．故AC 正确，B 错误； D ．改成拉力F ，甲车所绳子合力沿两绳子夹角的角平分线上，汽车甲的合力大小为22cos 2F θ，汽车乙的合力大小为cos F θ，因此合力不相等，加速度不相等，故D 错误．4．物块B 套在倾斜杆上，并用轻绳绕过定滑轮与物块A 相连（定滑轮体积大小可忽略），今使物块B 沿杆由点M 匀速下滑到N 点，运动中连接A 、B 的轻绳始终保持绷紧状态，在下滑过程中，下列说法正确的是（ ）A ．物块A 的速率先变大后变小B ．物块A 的速率先变小后变大C ．物块A 始终处于超重状态D ．物块A 先处于失重状态，后处于超重状态【答案】BC【解析】【分析】【详解】AB ．将B 的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图，根据平行四边形定则，沿绳子方向的速度为A B v v cos θ=可知θ在增大到90°的过程中，A 的速度方向向下，且逐渐减小；由图可知，当B 到达P 点时，B 与滑轮之间的距离最短，θ=90°，A 的速度等于0，随后A 向上运动，且速度增大；所以在B 沿杆由点M 匀速下滑到N 点的过程中，A 的速度先向下减小，然后向上增大，故A 错误，B 正确；CD ．物体A 向下做减速运动和向上做加速运动的过程中，加速度的方向都向上，所以A 始终处于超重状态．故C 正确，D 错误；故选BC ．【点睛】解决本题的关键知道A 沿绳子方向上的分速度等于B 的速度，以及知道除超重状态时物体的加速度的方向向上，失重状态时加速度的方向向下即可．5．如图，将一质量为2m 的重物悬挂在轻绳一端，轻绳的另一端系一质量为m 的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d ，杆上的A 点与定滑轮等高，杆上的B 点在A 点正下方距离A 为d 处．现将环从A 点由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法中正确的是（）A ．环到达B 处时，重物上升的高度2d B ．环能下降的最大距离为43dC ．环到达B 处时，环与重物的速度大小之比为22 D ．环从A 到B 减少的机械能等于重物增加的机械能【答案】BD【解析】【分析】【详解】根据几何关系有，环从A 下滑至B 点时，重物上升的高度h=2d−d ，故A 错误；环下滑到最大高度为h 时环和重物的速度均为0，此时重物上升的最大高度为22 h d d +-，根据机械能守恒有222(?)mgh mg h d d =+-，解得：h=43d d ，故B 正确．对B 的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度，有：vcos45°=v重物，所以 2v v 重物＝，故C 错误；环下滑过程中无摩擦力对系统做功，故系统机械能守恒，即满足环减小的机械能等于重物增加的机械能，故D 正确；故选BD ．6．如图所示，将一劲度系数为k 的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O ′处(O 为球心)，弹簧另一端与质量为m 的小球相连，小球静止于P 点。
高中物理图示法图像法解决物理试题试题类型及其解题技巧
高中物理图示法图像法解决物理试题试题类型及其解题技巧一、图示法图像法解决物理试题1．如图所示，左右两侧水平面等高，A 、B 为光滑定滑轮，C 为光滑动滑轮．足够长的轻绳跨过滑轮，右端与小车相连，左端固定在墙壁上，质量为m 的物块悬挂在动滑轮上．从某时刻开始小车向右移动，使物块以速度v 0匀速上升，小车在移动过程中所受阻力恒定不变．在物块上升的过程中（未到AB 所在的水平面），下列说法正确的是A ．轻绳对小车的拉力增大B ．小车向右做加速运动C ．小车阻力的功率可能不变D ．小车牵引力做的功小于物块重力势能的增加量与小车克服阻力做功之和 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A ．物块以匀速上升时，两边绳子的夹角变大，可知绳子的拉力变大，即轻绳对小车的拉力变大，选项A 正确；B ．设绳子与竖直方向的夹角为θ，则由运动的合成知识可知0=2cos v v θ车，则随着物体的上升θ变大，车的速度减小，选项B 错误；C ．小车在移动过程中所受阻力恒定不变，根据P=fv 车可知小车阻力的功率减小，选项C 错误；D ．由能量关系可知：-PC k W W WE 阻牵车-=∆ ，因小车动能减小，则<PC W W W +阻牵，即小车牵引力做的功小于物块重力势能的增加量与小车克服阻力做功之和，选项D 正确； 故选AD. 【点睛】此题关键是对物体的速度进行如何分解，可参考斜牵引物体的运动分解问题，但是此题中物体两边都有绳子；注意搞清系统的能量转化情况.2．如图所示，两个可视为质点的小球a 和b ，用质量可忽略的刚性细杆相连并放置在光滑2夹角θ=15°，则（ ）A ．杆对a 、b 球作用力大小相等且方向沿杆方向B ．小球a 和b 的质量之比为2：1 C ．小球a 和b 的质量之比为3：1 D ．半球面对a 、b 球的弹力之比为3：1 【答案】ACD 【解析】 【详解】A 、对轻杆，受两个球的弹力是一对平衡力，根据牛顿第三定律，杆对a 、b 球作用力大小相等且方向沿杆方向，故A 正确；BC 、两球都受到重力、细杆的弹力和球面的弹力的作用，过O 作竖直线交ab 于c 点，受力分析如下图所示：设球面的半径为R ，则△oac 与左侧力三角形相似；△oac 与右侧力三角相似；则由几何关系可得：a m g T OC ac =；b m g T OC bc =，即：a bm bc m ac =2倍，根据几何知识知图中α=45°，在△oac 中，根据正弦定理，有：sin30sin105ac ao︒︒=，则3ac bc =，3a b m m =；故B 错误，C 正确； D 、根据平衡条件，有：Na F T oa ac =，Nb F T ob bc =，故3Na Nb F bc F ac ==，故D 正确．3．如图所示，在M 、N 两点分别固定点电荷+Q 1、－Q 2，且Q 1>Q 2，在MN 连线上有A 、B 两点，在MN 连线的中垂线上有C 、D 两点．某电荷q 从A 点由静止释放，仅在静电力的作用下经O 点向B 点运动，电荷q 在O 、B 两点的动能分别为E KO 、E KB ，电势能分别为E pO 、E pB ，电场中C 、D 两点的场强大小分别为E C 、E D ，电势分别为C D ϕϕ、，则下列说法正确的是（ ）A ．E KO 一定小于E KB B ．E pO 一定小于E pBC ．E C 一定大于ED D ．C ϕ一定小于D ϕ【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】AB ．电荷q 从A 点由静止释放，仅在静电力的作用下经O 点向B 点运动，说明静电力方向向右，静电力对电荷做正功，所以电荷动能增加，电势能减小，故A 项正确，B 项错误；C ．据2QE kr =和正点荷产生电场方向由正电荷向外，负电荷产生的电场指向负电荷可得CD 两点场强如图两电荷在C 处产生的场强大，夹角小，据平行四边形定则可得E C 一定大于E D ，故C 项正确；D ．由C 的分析可知MN 连线的中垂线上半部分各点的场强方向向右上方，据等势线与电场线垂直，顺着电场线电势降低，可得C ϕ一定大于D ϕ，故D 项错误。
高中物理图示法图像法解决物理试题试题类型及其解题技巧及解析
高中物理图示法图像法解决物理试题试题类型及其解题技巧及解析一、图示法图像法解决物理试题1．竖直绝缘墙壁上有一个固定的小球A，在A球的正上方P点用绝缘线悬挂另一个小球B，A﹑B两个小球因带电而互相排斥，致使悬线与竖直方向成θ角，如图所示，若线的长度变为原来的一半，同时小球B的电量减为原来的一半，A小球电量不变，则再次稳定后A．A、B两球间的库仑力变为原来的一半B．A、B两球间的库仑力虽然减小，但比原来的一半要大C．线的拉力减为原来的一半D．线的拉力虽然减小，但比原来的一半要大【答案】BC【解析】【详解】由于逐渐漏电的过程中，处于动态平衡状态，对B进行受力分析如图所示：△PAB∽FBF2，所以.C、D、因G和PQ长度h不变，则丝线长度l变为原来的一半，可得丝线拉力F2变为原来的一半，与小球的电量及夹角无关；C正确，D错误.A、B、由三角形相似知，同理得，联立得，则，则可得;故A错误，B正确.故选BC.【点睛】本题是力学中动态平衡问题，采用的是三角形相似法，得到力的大小与三角形边长的关系，进行分析．2．如图所示，质量为m 的小物体用不可伸长的轻细线悬挂在天花板上，处于静止状态.现对处于静止状态的物体施加一个大小为F 、与竖直方向夹角为θ的斜向上恒定拉力，平衡时细线与竖直方向的夹角为60；保持拉力大小和方向不变，仅将小物体的质量增为2m ，再次平衡时，细线与竖直方向的夹角为30，重力加速度为g ，则( )A ．F mg =B ．3F mg =C ．30θ=D ．60θ=【答案】AD【解析】【分析】 【详解】 以物体为研究对象，设平衡时绳子与竖直方向的夹角为α，受力情况如图所示：当物体重力为mg 时，α=60°，根据正弦定理可得sin 60sin(18060)F mg θ=︒︒-︒-，即sin 60sin(120)F mg θ=︒︒-，当物体的重力为2mg 时，α=30°，根据正弦定理可得：sin 30sin(18030)F mg θ=︒︒-︒-，即sin 30sin(150)F mg θ=︒︒-，联立解得：θ=60°，F =mg ；所以A 、D 正确，B 、C 错误．故选AD ．【点睛】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答．3．如图所示，在距水平地面高为0.4m 处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P 点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P 点的右边，杆上套有一质量m=2kg 的滑块A ．半径R ＝0.3m 的光滑半圆形细轨道竖直地固定在地面上，其圆心O 在P 点的正下方，在轨道上套有一质量也为m=2kg 的小球B ．用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将A 、B 连接起来．杆和半圆形轨道在同一竖直面内，A 、B 均可看作质点，且不计滑轮大小的影响．现给滑块A 一个水平向右的恒力F ＝50N （取g=10m/s 2）．则（ ）A ．把小球B 从地面拉到P 的正下方时力F 做功为20JB ．小球B 运动到C 处时的速度大小为0C ．小球B 被拉到与滑块A 速度大小相等时，离地面高度为0.225mD ．把小球B 从地面拉到P 的正下方C 时，小球B 的机械能增加了20J【答案】ACD【解析】解： 把小球B 从地面拉到P 点正下方C 点过程中，力F 的位移为：()220.40.30.40.30.4x m =+-= ，则力F 做的功W F =Fx=20J ，选项A 正确；把小球B 从地面拉到P 点正下方C 点时，此时B 的速度方向与绳子方向垂直，此时A 的速度为零，设B 的速度为v ，则由动能定理：2102F W mgR mv -=- ，解得v=7 m/s ，选项B 错误；当细绳与圆形轨道相切时，小球B 的速度方向沿圆周的切线方向向上，此时和绳子方向重合，故与小球A 速度大小相等，由几何关系可得h=0.225m 选项C 正确；B 机械能增加量为F 做的功20J ，D 正确本题选ACD4．如图所示，用铰链将三个质量均为m 的小球A 、B 、C 与两根长为L 轻杆相连， B 、C 置于水平地面上．在轻杆竖直时，将A 由静止释放，B 、C 在杆的作用下向两侧滑动，三小球始终在同一竖直平面内运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g ．则此过程中（ ）A ．球A 的机械能一直减小B ．球A 2gLC ．球B 对地面的压力始终等于32mg D ．球B 对地面的压力可小于mg【答案】BD【解析】【详解】 A ：设A 球下滑h 时，左侧杆与竖直方向夹角为θ，则L h cos Lθ-=，AB 用铰链相连，则()090A B B v cos v cos v sin θθθ=-=，当A 下落到最低点时，B 的速度为零，中间过程中B 的速度不为零；同理可得，当A 下落到最低点时，C 的速度为零，中间过程中C 的速度不为零．ABC 三者组成的系统机械能守恒，中间过程B 、C 的动能不为零，A 到最低点时，B 、C 的动能为零；则球A 的机械能不是一直减小．故A 项错误．B ：当A 下落到最低点时，B 、C 的速度为零，对三者组成的系统，A 由静止释放到球A 落地过程，应用机械能守恒得：212mgL mv =，解得：球A 落地的瞬时速度2v gL 故B 项正确．C ：球A 加速下落时，三者组成的系统有向下的加速度，整体处于失重状态，球B 、C 对地面的压力小于32mg ．故C 项错误． D ：在A 落地前一小段时间，B 做减速运动，杆对B 有斜向右上的拉力，则球B 对地面的压力小于mg ．故D 项正确．综上，答案为BD ．5．如图所示，一个长直轻杆两端分别固定小球A 和B ，竖直放置，两球质量均为m ，两球半径忽略不计，杆的长度为L ．由于微小的扰动，A 球沿竖直光滑槽向下运动，B 球沿水平光滑槽向右运动，当杆与竖直方向的夹角为θ时（图中未标出），关于两球速度A v 与B v 的关系，下列说法正确的是A ．A 球下滑过程中的加速度一直大于gB ．B 球运动过程中的速度先变大后变小C ．tan A B v v θ=D ．sin A B v v θ=【答案】BC【解析】【分析】【详解】先分析小球B 的运动情况：小球 B 以初速度等于零开始向右运动，当小球A 落到最下方时B 的速度再次为零，所以B 在水平方向先加速后减小，即B 球运动过程中的速度先变大后变小，根据受力可知刚开始时杆对B 产生的是偏右的力，所以杆对A 产生的是偏向上的力，根据受力可知此时A 的加速度小于重力加速度g ，故A 错误；B 正确；当杆与竖直方向的夹角为θ时，根据运动的分解可知;cos sin A B v v θθ=即tan A B v v θ=，故C 正确；D 错误；6．如图所示，水平光滑长杆上套有一物块Q ，跨过悬挂于O 点的轻小光滑圆环的细线一端连接Q ，另一端悬挂一物块P ．设细线的左边部分与水平方向的夹角为θ，初始时θ很小．现将P 、Q 由静止同时释放，在物块P 下落过程中，下列说法正确的有A ．当θ＝60°时，P 、Q 的速度之比是1:2B ．当θ＝90°时，Q 的速度最大C ．物块P 一直处于失重状态D ．绳对Q 的拉力始终大于P 的重力【答案】AB【解析】【详解】A 、由题可知，P 、Q 用同一根绳连接，则Q 沿绳子方向的速度与P 的速度相等，则当60θ=︒时，Q 的速度cos 60Q P v v ︒=解得：:1:2P Q v v =故A 正确；B 、P 的机械能最小时，即为Q 到达O 点正下方时，此时Q 的速度最大，即当90θ=︒时，Q 的速度最大，故B 正确；C 、θ角逐渐增大到90的过程中，Q 的速度一直增大，P 的速度先增大后减小，所以P 是先失重后超重，故C 错误；D 、因为P 是先失重后超重，因此绳对Q 的拉力会等于P 的重力，故D 错误。
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高中奥林匹克物理竞赛解题方法十、图像法方法简介图像法是根据题意把抽象复杂的物理过程有针对性地表示成物理图像，将物理量间的代数关系转变为几何关系，运用图像直观、形象、简明的特点，来分析解决物理问题，由此达到化难为易，化繁为简的目的，图像法在处理某些运动问题，变力做功问题时是一种非常有效的方法。
赛题精讲例1：一火车沿直线轨道从静止发出由A 地驶向B 地，并停止在B 地。
AB 两地相距s ，火车做加速运动时，其加速度最大为a 1，做减速运动时，其加速度的绝对值最大为a 2，由此可可以判断出该火车由A 到B 所需的最短时间为 。
解析：整个过程中火车先做匀加速运动，后做匀减速运动，加速度最大时，所用时间最短，分段运动可用图像法来解。
根据题意作v —t 图，如图11—1所示。
由图可得11t v a =vt t t v s t v a 21)(212122=+==由①、②、③解得2121)(2a a a a s t +=例2：两辆完全相同的汽车，沿水平直路一前一后匀速行驶，速度为v 0，若前车突然以恒定的加速度刹车，在它刚停住时，后车以前车刹车时的加速度开始刹车。
已知前车在刹车过程中所行的距离为s ，若要保证两辆车在上述情况中不相碰，则两车在做匀速行驶时保持的距离至少为 （ ） A ．s B ．2s C ．3s D ．4s 解析：物体做直线运动时，其位移可用速度——时间图像中的面积来表示，故可用图像法做。
作两物体运动的v —t 图像如图11—2所示，前车发生的位移s 为三角形v 0Ot 的面积，由于前后两车的刹车加速度相同，根据对称性，后车发生的位移为梯形的面积S ′=3S ，两车的位移之差应为不相碰时，两车匀速行驶时保持的最小车距2s.所以应选B 。
①② ③图11—2例3：一只老鼠从老鼠洞沿直线爬出，已知爬出速度v 的大小与距老鼠洞中心的距离s 成反比，当老鼠到达距老鼠洞中心距离s 1=1m 的A 点时，速度大小为v 1=20cm/s ，问当老鼠到达距老鼠洞中心s 2=2m 的B 点时，其速度大小v 2=?老鼠从A 点到达B 点所用的时间t=?解析：因为老鼠从老鼠洞沿直线爬出，已知爬出的速度与通过的距离成反比，则不能通过匀速运动、匀变速运动公式直接求解，但可以通过图像法求解，因为在s v-1图像中，所围面积即为所求的时间。
以距离s 为横轴，v1为纵轴建立直角坐标系，则s 与v 1成正比，作v1—s 图像如图11—3所示，由图可得s=2m 时，老鼠的速度为10cm/s 。
在1m 到2m 之间图像与横轴包围的面积即为所求的时间，所以老鼠从A 到B 爬行的时间为.5.721)1.012.01(s s t =⨯+= 例4：在一汽缸的活塞下面封闭有μ摩尔理想气，由于受到骤然加热，气体迅速膨胀，且膨胀过程中其热力学温度与其体积的平方成正比，即T=KV 2。
在其体积由V 1膨胀至V 2的过程中，气体从外界吸收的热量为Q 1，试求此过程中气体的内能增加了多少？解析：求此过程中气体的内能增加了多少，要用热力学第一定律，由已知条件可知，关键是要求出气体对外做了多少功，而功可用p —V 图像中所围的面积来计算。
以缸内气体为研究对象，根据克拉珀龙方程： pV=μRt ① 又由已知条件有T=KV 2 ② ①、②两式可得：p=μRKV可见气体膨胀时，其压强p 与体积V 成正比例。
因此作p —V 图，如图11—4所示，图中阴影区的面积表示气体在此过程中，对外所做的功W.)(21)(2)(21222221V V RK V V p p W -=-+=μ 再由热力学第一定律，可知此过程中气体内能的增加量为)(21212211V V RK Q W Q E --=-=∆μ例5：如图11—5所示，在一个开有小孔的原来不带电的导体球壳中心O 点，有一个点电荷Q ，球壳的内外表面半径分别为a 和b ，欲将电荷Q 通过小孔缓慢地从O 点移到无穷远处，应当做功多少？图11—3图11—4 图1—5解析：球内、外表面上的感应电荷的电量随着放在球心的电荷电量的改变而改变，感应电荷在球心处产生的电势),11(ba KQ U -=感也与感应电荷的电量Q 感成正比，利用U —Q 感的图像也可以求出外力做的功。
感应电荷在球心O 处产生的电势为U 0，则)11(0ba KQ U -=感作出U —Q 感的图像如图11—5—甲所示，假设电量Q 是一份一份地从无穷远处移到球心，而球内外表面上的感应电荷Q 感随球心处的电荷增加而增加，在此过程中移动电荷所做的功就应等于U 1—Q 感图象中阴影部分所示的三角形的面积，则有（ ）)11(2)11(2)11(,21220ba KQ W ba KQ Q ba KQ U U Q Q U Q W -=--====所以时所做的功也应那么移走时当感感例6：电源电动势为ε，内电阻为r ，试求其外电阻为何值时，电源的输出功率最大？解析：根据全电路欧姆定律得,Ir U +=ε由此可知当ε、r 不变时，U 随I 线性变化，作U —I 图，图中所围面积为功率。
设电源的输出电流为I ，路端电压为U ，由于,Ir U -=ε故作U —I 图如图11—6所示，以AB 线上任意一点和坐标原点为相对顶点所围成的矩形的面积为S=IU显然S 表示此时电源对应的输出功率，要使电源的输出功率最大，即要此矩形的面积最大，由几何知识得，当一个顶点位于AB 线段中点C 处的矩形面积最大，从图中可得ε21=U ①根据欧姆定律有R rR U +=ε②由①、②解得R=r即当外电阻R+r 时，电源的输出功率最大，其最大值为r42ε例7：在11—7图中，安培表的读数为I 1=20mA 。
如果电图1—5—甲图1—6池εx 反向联结，电流增加到I 2=35mA 。
如果电灯发生短路时，电路中的电流I 等于多少？灯泡的伏安特性曲线如图11—7—甲所示。
解析：题目中给出ε1的数值为9V ，εx 的大小不确定。
当εx 从正向变为反向联结时，回路的总电动势增大，在εx <ε1和εx >ε1的两种情况下，I 2都有可能增加。
所以要分两种情况讨论。
由灯泡的伏安特性曲线可知：当I 1=20mA 时，有U 灯1=3V ，I 2=35mA 时，U 灯2=9V 设两个电源的内阻与电流表内阻总和为R 内，根据回 路电压方程有：（1）当内灯有时R I U x x 1111,=-->εεεε ① 内灯有反向时R I U x x 221,=-+εεε ② 由①+②得内灯灯R I I U U )(221211+=--ε 所以Ω=055.06内R 将③式代入①式得V x 8.3=ε ③ 短路瞬间，可视电灯两端电压为零，所以原电路中的电流A R I x 048.011=-='内εε（2）当内灯有时R I U x x 1111,=--<εεεε ④ 内灯有反向时R I U x x 221,=-+εεε ⑤ ⑤—④得：内灯灯R I I U U )(2212121-=+-ε 所以 R 内=12000/15Ω ⑥ 将⑥式代入④式得：V x 28=ε 当回路短路时，电流为A R I x 024.012=-='内εε例8：如图11—8所示，电源ε=12.0V ,内电阻r=0.6Ω,图11—7—甲滑动变阻器与定值电阻R 0（R 0=2.4Ω）串联，当滑动变阻器的滑片P 滑到适当位置时，滑动变阻器的发热功率为9.0W ，求这时滑动变阻器a P 部分的阻值R x .解析：由闭合电路欧姆定律作a P 两端的U ap —I 图像，因图上任意一点的U ap 与I 所对应的矩形面积是外电路电阻R x 的输出功率，从而由已知R x 的功率求出对应的R x 值。
根据闭合电路欧姆定律得Ir U -=εI I U ap 312)4.26.0(12-=+-=作I U ap -图像如图11—8—甲所示，由图可分析找到滑动变阻器的发热功率为9W 的A 点和B 点，所以R x 有两个值。
Ω=Ω=19021x x R R例9：如图11—9所示，一宽40cm 的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。
一边长为20cm 的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v =20cm/s 通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行。
取它刚进入磁场的时刻t=0，在下列图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是图11—9—甲中的哪一个（ ）解析：可将切割磁感应线的导体等效为电源按闭合电路来考虑，也可以直接用法拉第电磁感应定律按闭合电路来考虑。
半导线框部分进入磁场时，有恒定的感应电流，当整体全部进入磁场时，无感应电流，当导线框部分离开磁场时，又能产生相反方向的感应电流。
所以应选C 。
例10：LC 振荡回路中电容器两端的电压U 随时间t 变化的关系如图11—10所示，则（ ） A ．在时刻t 1，电路中的电流最大 B ．在时刻t 2，电路中磁场能最大 C ．从时刻t 2至t 3，电路中的电场能不断增大 D ．从时刻t 3至t 4，电容的带电量不断增大图11—8—甲图11—9图11—9—甲解析：在电磁振荡中，电路中的电流、磁场能、电容器的带电量、电场能都随时间做周期性的变化，但步调不同。
电流和磁场能总是同步调变化，电压、电量和电场能也是同步调变化的。
但电流和电容器的带电量步调不同。
电流为零时电量最大，故B 、C 正确。
针对训练1．汽车甲沿着平直的公路以速度v 0做匀速直线运动。
当它路过某处的同时，该处有一辆汽车乙开始做初速为零的匀加速运动去追赶甲车。
根据上述的已知条件 （ ） A ．可求出乙车追上甲车时乙车的速度 B ．可求出乙车追上甲车时乙车所走的路程 C ．可求出乙车从开始起动到追上甲车时所用的时间 D ．不能求出上述三者中任何一个2．一物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小为4米/秒，1秒钟后速度的大小变为10米/秒。
在这1秒钟内该物体的 （ ） A ．位移的大小可能小于4米 B ．位移的大小可能大于10米 C ．加速度的大小可能小于4米/秒2 D ．加速度的大小可能大于10米/秒23．在有空气阻力的情况下，以初速v 1竖直上抛一个物体，经过时间t 1到达最高点。
又经过时间t 2，物体由最高点落回到抛出点，这时物体的速度为v 2，则 （ ） A ．v 2=v 1 t 2=t 1 B ．v 2>v 1 t 2>t 1 C ．v 2<v 1 t 2>t 1 D ．v 2<v 1 t 2<t 14．一质点沿x 轴做直线运动，其中v 随时间t 的变化如图11—11（a ）所示，设t=0时，质点位于坐标原点O 处。
试根据v —t 图分别在11—11（b ）及图11—11（c ）中尽可能准确地画出（ ） 图11—11（1）表示质点运动的加速度a 随时间t 变化关纱的a —t 图； （2）表示质点运动的位移x 随时间t 变化关系的x —t 图。