高中物理图像法解决物理试题的基本方法技巧及练习题及练习题
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。
高中物理图示法图像法解决物理试题常见题型及答题技巧及练习题
高中物理图示法图像法解决物理试题常见题型及答题技巧及练习题一、图示法图像法解决物理试题1.如图所示,a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点,分别在a、c两个点处放等量异种电荷+Q和-Q。
下列说法正确的是( )A.b、f两点电场强度大小相等,方向不同B.e、d两点电势相同C.b、f两点电场强度大小相等,方向相同D.e、d两点电势不同【答案】BC【解析】A、等量异种电荷的电场线和等势线都是关于连线、中垂线对称的,由等量异号电荷的电场的特点,结合题目的图可知,图中bdef所在的平面是两个点电荷连线的垂直平分面,所以该平面上各点的电势都是相等的,各点的电场强度的方向都与该平面垂直。
由于b、c、d、e各点到该平面与两个点电荷的连线的交点O的距离是相等的,结合该电场的特点可知,b、c、d、e各点的场强大小也相等。
由以上的分析可知,b、c、d、e各点的电势相等,电场强度大小相等,方向相同。
故A、D错误;故选BC。
【点睛】解决本题的关键要掌握等量异种电荷的电场线和等势面的分布情况,知道场强是矢量,只有大小和方向都相同时,场强才相同,同时掌握好电场强度的叠加方法。
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,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;4.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。
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。
高三物理_简谐运动及图像_知识点解析、解题方法、考点突破、例题分析、达标测试
【解题方法指导】简谐振动是高中物理中比较复杂的运动,具有往复性和周期性。
答案往往不惟一,知识点比较复杂,零散。
例1. 有关简谐振动的证明:前面提到过,简谐振动的证明方法还有一种方法,即图象法,下面设计两道例题加以证明。
①弹簧振子:题设,如图所示,水平方向的弹簧振子模型,设想振子下面安装一支喷墨笔,在其下面平放一长木板,建立如图的坐标系,让木板伴随弹簧振子运动,设速度为v。
问题:证明弹簧振子为简谐运动。
证明:木板的运动方向,因速度恒定,所以所走位移与时间成正比t=s/vV,这样就把“时间的痕迹”留在运动方向上了。
x方向:为各个时刻该质点的位移,从图像中可以看出,其图像是波浪线,所以证明它是简谐运动。
②单摆(可仿照上例自己做)例2. 有关图像的意义及其变化一般来讲,描述物体的运动规律主要有以下规范:第一:要描述物体的位置随时间的变化规律。
第二:要描述物体的状态(速度)随时间的变化规律。
在方法上,主要有两种方法:一种是公式法,一种是图像法。
一般资料上显示,用图像的方法描述,简单、直观、明朗,但我们的经验是学生对图像的认识是很困难的,下面分别就位置、速度及其周期性等几方面进行分析,给出一般做法。
在右面的位移—时间图像中:(1)质点在各时刻的位置(如A点为正向最大,C点为负向最大)图像在表达位移(x)和速度(v)等矢量时,各有不同的做法,比如:在S—t图像中,读取某一时刻的位置,只需读出纵坐标即可,连同符号就可以找到质点在该时刻的具体位置。
(2)各时刻质点的运动方向:在表达速度时则不同,现在提供两种方法:一是根据s —t图像,利用我们前面提到的“互余关系”画出它的速度—时间图像,这样就可以直接从纵坐标上读取了。
二是在s—t图象中获取速度的信息:其大小要看某一时刻图像上点的切线的斜率的大小,其方向可以运用“延时法”进行判断。
在本例题中,我们分别把图像中的E、B、F、D 等点,将时间向后延续少许,看它们是远离了横轴还是靠近了横轴,从而判断它们的运动方向。
高考物理物理解题方法:图示法图像法习题一轮复习及答案解析
高考物理物理解题方法:图示法图像法习题一轮复习及答案解析一、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,滑块A 、B 的质量均为m ,A 套在固定倾斜直杆上,倾斜杆与水平面成45°,B 套在固定水平的直杆上,两杆分离不接触,两直杆间的距离忽略不计且足够长,A 、B 通过铰链用长度为L 的刚性轻杆(初始时轻杆与平面成30°)连接,A 、B 从静止释放,B 开始沿水平面向右运动,不计一切摩擦,滑块A 、B 视为质点,在运动的过程中,下列说法中正确的是( )A .A 、B 组成的系统机械能守恒B .当A 到达与B 同一水平面时,A 的速度为gLC .B 滑块到达最右端时,A 的速度为2gLD .B 滑块最大速度为3gL 【答案】AD 【解析】因不计一切摩擦,故系统机械能守恒,A 正确;设A 的速度为A v 、B 的速度为B v ,当A 到达与B 同一水平面时,对A 、B 速度进行分解,如图所示根据沿杆方向速度相等有:2cos 452B A A v v v ==,根据系统机械能守恒有:2211222A B L mgmv mv =+,解得:23A v gL =,B 错误;B 滑块到达最右端时,B 的速度为零,如图所示:根据系统机械能守恒有:21212Amv +=',解得:()12A v gL ='+,C 错误;当A 滑到最低点时,速度为零,B 的速度最大,如图所示:根据系统机械能守恒有:23122B mgL mv '=,解得:3B v gL '=,D 正确,选AD.【点睛】应用A 、B 沿杆方向速度相等,求出A 、B 的速度关系,因为不计一切摩擦,故A 、B 组成的系统机械能守恒,当A 的速度最大时,B 的速度为0;当B 的速度最大时,A 的速度为0.2.如图所示,将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m 的小环,小环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑定滑轮与直杆的距离为d.现将小环从与定滑轮等高的A 处由静止释放,当小环沿直杆下滑距离也为d 时(图中B 处),下列说法正确的是A .小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mgB .小环到达B 处时,重物上升的高度也为dC .小环在B 处的速度与重物上升的速度大小之比等于D .小环在B 处的速度与重物上升的速度大小之比等于【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】由题意,释放时小环向下加速运动,则重物将加速上升,对重物由牛顿第二定律可知绳中张力一定大于重力2mg ,所以A 正确;小环到达B 处时,重物上升的高度应为绳子缩短的长度,即2h d d ∆=-,所以B 错误;根据题意,沿绳子方向的速度大小相等,将小环A速度沿绳子方向与垂直于绳子方向正交分解应满足:A B v cos v θ=,即12A B v v cos θ==,所以C 正确,D 错误. 【点睛】应明确:①对与绳子牵连有关的问题,物体上的高度应等于绳子缩短的长度;②物体的实际速度即为合速度,应将物体速度沿绳子和垂直于绳子的方向正交分解,然后列出沿绳子方向速度相等的表达式即可求解.3.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 hcos 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 .4.用轻杆通过铰链相连的小球A 、B 、C 、D 、E 处于竖直平面上,各段轻杆等长,其中小球A 、B 的质量均为2m ,小球C 、D 、E 的质量均为m .现将A 、B 两小球置于距地面高h 处,由静止释放,假设所有球只在同一竖直平面内运动,不计一切摩擦,则在下落过程中A .小球A 、B 、C 、D 、E 组成的系统机械能和动量均守恒 B .小球B 的机械能一直减小 C .小球B 落地的速度大小为2ghD .当小球A 的机械能最小时,地面对小球C 的支持力大小为mg 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】小球A 、B 、C 、D 、E 组成的系统机械能守恒但动量不守恒,故A 错误;由于D 球受力平衡,所以D 球在整个过程中不会动,所以轻杆DB 对B 不做功,而轻杆BE 对B 先做负功后做正功,所以小球B 的机械能先减小后增加,故B 错误;当B 落地时小球E 的速度等于零,根据功能关系212mgh mv = 可知小球B 的速度为2gh ,故C 正确;当小球A 的机械能最小时,轻杆AC 没有力,小球C 竖直方向上的力平衡,所以支持力等于重力,故D 正确,故选CD5.如图所示,光滑水平平台上有一质量为m 的物块,站在地面上的人用跨过定滑轮(定滑轮大小不计)的绳子向右拉动物块,不计绳和滑轮的质量及滑轮的摩擦,且人手作用点离平台边缘竖直高度始终为h ,当人以速度v 从平台的边缘处向右匀速前进位移x 时,则A .在该过程中,物块的运动速度增加B .人前进x 22h x +C .在该过程中,物块受到拉力变小D .在该过程中,人对物块做的功为212mv 【答案】ABC 【解析】 【详解】将人的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,在沿绳子方向上的分速度等于物块的速度,如图,物块的速度等于vcosθ,故随着人向右匀速运动,夹角θ减小,物块的速度增加,选项A 正确.物块加速运动,有加速度趋近于零的趋势,即加速度减小,所受的拉力减小,选项C 正确;当人从平台的边缘处向右匀速前进了x ,此时物块的速度大小为:v′=vcosθ=v 22x h x +,根据动能定理得:人对物块做的功为:W=12mv′2=()2222 2mv x h x +.故B 正确,D 错误;故选ABC . 【点睛】解决本题的关键知道物块的速度等于绳子收缩的速度,等于人运动的沿绳子方向上的分速度,以及能够灵活运用动能定理.6.AB 是长为L 的均匀带电绝缘细杆,P 1、P 2是位于AB 所在直线上的两点,位置如图所示。
高考物理复习专题法──以图像问题为例
高考物理复习专题法──以图像问题为例距离高考的时间越来越近了,要再系统地复习一遍高中物理的内容已不可能,也没有必要了。
作为冲刺阶段,同学们在重视基础复习的同时,要特别加强对热点内容和主干知识的总结和提炼。
把第一轮复习的相对独立的知识,通过总结形成网络结构,通过提炼掌握解决这一类型问题的方法。
也就是通常所说的第一阶段复习是把书“读厚”,现在可以叫第二阶段的复习,是把书“读薄”。
可以从“牛顿运动定律结合运动学的相关问题专题”、“动量和能量专题”、“带电粒子在电磁场中的运动专题”、“电磁感应的导轨类问题专题”、“图像专题”、“估算和临界专题”、“实验专题”等进行总结复习。
下面我以“图像问题专题”为例说明总结复习的方法。
一、物理图像的含义归纳高中物理课本中出现的和其他常用的物理图像,如下表所示:所有以上的物理图像都形象直观地反映了物理量的变化规律,它们有很多共性或类似的地方,我们可以从总体上把握物理图像。
具体来说,对每个物理图像,必须关注以下几个方面的问题。
1.横轴与纵轴所代表的物理量和单位明确了两个坐标轴所代表的物理量,则清楚了图像所反映的是哪两个物理量之间的对应关系。
有些形状相同的图像,由于坐标轴所代表的物理量不同,它们反映的物理规律就截然不同,如振动图像和波动图像。
另外,在识图时还要看清坐标轴上物理量所注明的单位。
2.图线的特征注意观察图像中图线的形状是直线、曲线,还是折线等,分析图线所反映两个物理量之间的关系,进而明确图像反映的物理内涵。
如金属导体的伏安特性曲线反应了电阻随温度的升高而增大。
图线分析时还要注意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。
3.截距的物理意义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如图2为图1情景中拉力F与杆稳定时的速度v的关系图,图线在横轴上的截距表示杆所受到的阻力。
4.斜率的物理意义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。
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。
高考物理物理解题方法:图示法图像法知识点汇总
高考物理物理解题方法:图示法图像法知识点汇总一、高中物理解题方法:图示法图像法解决物理试题1.真空中,在x 轴上x =0和x =8处分别固定两个电性相同的点电荷Q l 和Q 2。
电荷间连线上的电场强度E 随x 变化的图象如图所示(+x 方向为场强正方向),其中x =6处E =0。
将一个正试探电荷在x =2处由静止释放(重力不计,取无穷远处电势为零)。
则A .Q 1、Q 2均为正电荷B .Q 1、Q 2带电荷量之比为9:1C .在x =6处电势为0D .该试探电荷向x 轴正方向运动时,电势能一直减小【答案】AB【解析】【详解】由图可知,若两个电荷是负电荷则x=2处场强方向为负方向,故两个电荷同为正电荷,A 正确;因在x =6处场强为0,则122262Q Q k k =,解得:12:9:1Q Q =,B 正确;根据同种正电荷连线的中垂线电势分布特点,可知从x =6向无穷远运动时电势在降低,则x =6处电势大于0,C 错误;由图可知,0-6之间电场为正,沿x 轴的正方向,所以从0到6之间电势逐渐降低;而6-8之间的电场为负,沿x 轴的负方向,所以从6到8之间电势升高,因此将一个正点电荷沿x 轴运动时,该电荷的电势能先减小后增大,D 错误。
2.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,3.一快艇从离岸边100m 远的河流中央向岸边行驶.已知快艇在静水中的速度图象如(图甲)所示;河中各处水流速度相同,且速度图象如(图乙)所示.则( )A .快艇的运动轨迹一定为直线B .快艇的运动轨迹一定为曲线C .快艇最快到达岸边,所用的时间为20sD .快艇最快到达岸边,经过的位移为100m【答案】BC【解析】【分析】【详解】AB 、两分运动为一个做匀加速直线运动,一个做匀速线运动,知合速度的方向与合加速度的方向不在同一直线上,合运动为曲线运动.故A 错误、B 正确;CD 、当水速垂直于河岸时,时间最短,垂直于河岸方上的加速度a =0.5m/s 2,由212d at =,得t =20s ,而位移大于100m ,故C 正确、D 错误. 【点睛】解决本题的关键会将的运动分解为沿河岸方向和垂直河岸方向,知道在垂直于河岸方向上速度越大,时间越短.以及知道分运动和合运动具有等时性.4.取空间中两等量点电荷间的连线为x 轴,轴上各点电势φ随x 的变化关系如图所示,设x轴上B、C两点的电场强度分别是E Bx、E Cx,下列说法中正确的是()A.该静电场由两个等量同种点电荷产生B.该静电场由两个等量异种点电荷产生C.E Bx的大小小于E Cx的大小D.负电荷沿x轴从B点移动到C点的过程中,电势能先减小后增大【答案】AD【解析】A、B、如果该电场由等量异种电荷产生,则两点电荷连线的中垂线是等势面,故连线中点为零电势点,可知静电场由两个等量同种点电荷产生.故A正确,B错误.C、该图象的斜率等于场强E,斜率越大,场强越大,则知E Bx的大小大于E Cx的大小,故C错误;D、负电荷沿x轴从B点移动到C点的过程中,电势先升高后降低,根据公式E p=qφ,电势能先减小后作增加;故D正确;故选AD.【点睛】电势为零处,电场强度不一定为零.电荷在电场中与电势的乘积为电势能.电场力做功的正负决定电势能的增加与否.5.图中边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷+q、+q、-q,在该三角形中心O点处固定一电量为-2q的点电荷,则该电荷受到的电场力为()A.,方向由O指向CB.,方向由C指向OC.,方向由C指向OD.,方向由O指向C【答案】B【解析】【详解】O 点是三角形的中心,到三个电荷的距离为:, 三个电荷在O 处产生的场强大小均为:根据对称性和几何知识得知:两个+q 在O 处产生的合场强为:再与-q 在O 处产生的场强合成,得到O 点的合场强为:,方向由O 指向C .则该负电荷受到的电场力为:,方向由C 指向O ;故B 正确。
图像法 高中物理
图像法高中物理
图像法是一种用来解决光学问题的方法。
它通过构建光线的几何模型来求解光学问题。
在高中物理中,学生们可能会学习到如何使用图像法来解决光学问题,例如:
用图像法求解光线在玻璃球、水晶球等几何体内的反射、折射问题
用图像法求解光线在平面镜、球面镜等光学元件上的反射问题
图像法的基本步骤如下:
1.确定光线的初始方向和位置。
2.确定光线经过光学元件后的方向和位置。
3.根据光线的几何关系,求出光线的反射或折射规律。
4.画出光线的轨迹,找出光线的焦点、偏转角等重要性质。
如果您在学习光学时遇到困难,可以尝试使用图像法来解决问题。
希望这些信息对您有所帮助。
高中物理解题方法:八、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解题技巧及练习题
高中物理图示法图像法解决物理试题解题技巧及练习题一、图示法图像法解决物理试题1.质量为2kg 的物体(可视为质点)在水平外力F 的作用下,从t=0开始在平面直角坐标系xOy(未画出)所决定的光滑水平面内运动.运动过程中,x 方向的x-t 图象如图甲所示,y 方向的v-t 图象如图乙所示.则下列说法正确的是( )A .t=0时刻,物体的速度大小为10m/sB .物体初速度方向与外力F 的方向垂直C .物体所受外力F 的大小为5ND .2s 末,外力F 的功率大小为25W【答案】CD【解析】【详解】由图甲图得到物体在x 方向做匀速直线运动,速度大小为10/ 2.5/4x x v m s m s t ==V V =,t=0时刻,y 方向物体的分速度为v y =10m/s ,物体的速度大小为v=22 x yv v +>10m/s .故A 错误.物体在x 方向做匀速直线运动,合力为零,y 方向做匀减速直线运动,合力沿-y 轴方向,而物体的初速度不在x 轴方向,所以物体的初速度方向和外力的方向并不垂直.故B 错误.由乙图的斜率等于加速度,得到物体的加速度大小为22100/ 2.5/4v a m s m s t -===V V ,所受外力F 的大小为F=ma=5N .故C 正确.2s 末,外力的功率P=Fv y =5×5W=25W .故D 正确.故选CD .【点睛】 本题知道x 、y 两个方向的分运动,运用运动的合成法求解合运动的情况.对于位移图象与速度图象的斜率意义不同,不能混淆:位移图象的斜率等于速度,而速度图象的斜率等于加速度.2.某电场是由平面内两个相同的点电荷产生的,其中一个点电荷固定不动且到P 点的距离为d ,另一个点电荷以恒定的速率在该平面内绕P 点做匀速圆周运动,P 点的电场强度大小随时间变化的图象如图所示,图线AC 段与CE 段关于直线t =t 0对称,若撤去运动点电荷,测得P 点场强大小为E 0,已知E A =E E =E 0,E B =E D =E 0,E C =0,静电力常量为k ,不考虑磁场因素,则下列说法正确的是( )A .运动电荷做匀速圆周运动的半径为2dB ..运动电荷的速率为02d t πC .0~023t 时间内,运动电荷的位移大小为3d π D .0~023t 时间内,运动电荷的位移大小为d 【答案】BD【解析】由图像可知t=t 0时P 点的场强为零,说明另一点电荷在P 点右侧距离为d 的位置;当t=0和t=2t 0时,P 点的场强为02E ,可知另一电荷在与QP 垂直,且距离P 点d 的位置,则运动电荷做匀速圆周运动的半径为d ,选项A 错误;粒子运动的速率为02dv t π=,选项B错误;0~023t 时间内,运动电荷运动的弧长002233t d d x vt t ππ==⨯=,转过的角度为3π ,则位移大小为d,选项D 正确,C 错误;故选BD.点睛:本题考查的是电荷的叠加问题,题目的难点在于有一个电荷是运动的,导致p 点的合场强在不断的变化,根据图中的已知条件来计算场强的大小和速度的大小.3.如图所示,一轻绳通过小定滑轮O 与小球B 连接,另一端与套在竖直杆上的小物块A 连接,杆固定且足够长。
物理习题中的图像问题及方法分析
物理习题中的图象问题及分析李辉@ QQ:2362021239图象和语言文字、函数方程一样,属于一种表达工具。
既能帮助我们深入、直观地理解物理状态,也能反映出物理状态变化的规律,应用图象,既能进行定性分析、比较判断,又能进行定量的计算、论证,通过图象往往能找到巧妙的解题途径,把问题简单化。
一、图像问题的基本素养需要在以下方面下足基本功,努力让图像成为解题的潜意识。
(1)看清坐标轴所表示的物理量及单位,并注意坐标原点是否从零开始。
(2)图象上每一点都对应着两个数,沿图象上各点移动,反映着一个量随另一个量变化的函数关系,因此,图象都应与一个特定函数方程相对应。
(3)图象上任一点的斜率,反映了该点处一个量随另一个量变化的快慢,如v-t图象中的斜率为加速度,即为纵坐标的变化量除以横坐标的变化量所得的物理量。
(4)一般图象与它对应的横轴(或纵轴)之间的面积,往往也代表一个物理量,如v-t 图象中,图线与t轴所围成的面积代表位移等。
二、对物理习题的图像处理要求的三个层次:识图、画图、用图三、高中物理的两大类图像:1、无解析式的图像;2、有解析式的图像四、实例分析:1、无解析式的图像(实验数据的描绘,在习题中出现的作用是“参考”)【例题】如图甲所示是一只“6V、3.6W”小灯泡的伏安特性曲线.另有一只定值电阻R =16Ω,一只电动势E = 8V的电池组,其内阻不计.(1)当小灯泡在电路中正常发光时,其电阻值是多大?(2)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?此时小灯泡的电阻又是多大?【例题】(2007上海)某同学设计了如图(a)所示电路研究电源输出功率变化情况.电源E电动势、内电阻恒定,R1为滑动变阻器,R2、R3为定值电阻,A、V为理想电表.R LE图乙U/V 图甲(1)若滑动片P由a滑至b时A示数一直变小,则R1和R2必须满足的关系是.(2)若R1=6Ω,R2=12Ω,电源内电阻r=6Ω,当滑动片P由a滑至b时,电源E的输出功率P随外电路总电阻R的变化关系如图(b)所示,则R3的阻值应该选择.(B)A.2ΩB.4ΩC.6ΩD.8Ω【变式】(2011•徐汇区二模)某同学设计了如图甲所示电路研究电源输出功率随外电阻变化的规律.电源电动势E恒定,内电阻r=6Ω,R1为滑动变阻器,R2、R3为定值电阻,A、V为理想电表.当滑动变阻器滑臂从a到b移动的过程中,输出功率随滑臂移动距离x的变化情况如乙图所示,则R1的最大阻值及R2、R3的阻值可能为下列哪组(A)A.12Ω、6Ω、6ΩB.6Ω、12Ω、4Ω C.12Ω、6Ω、2Ω D.6Ω、12Ω、8Ω2、有解析式的图像(解析式是核心)(1)在我们曾经错过的题目中体会图像的简洁与高效【例题】(2016汾阳中学高一期末考试)如图所示,甲从A地由静止匀加速跑向B地,当甲前进距B为S1时,乙从距B地S2处的C点由静止出发,加速度与甲相同,最后二人同时到达B地,则AB两地距离为()A.B.C.D.【例题】(2016•吕梁市一模改编)如图所示,足够长斜面倾角为30°,固定于水平面上.用轻绳相连的木块a、b在平行于斜面的恒定拉力作用下,沿斜面向上匀速运动.途中轻绳断裂,b由绳断处继续运动距离x后,撤去拉力.已知a的质量为m,b的质量为5m,a、b与斜面间的动摩擦因数均为,不计绳的长度,以下说法正确的是()A.绳断裂时,a的加速度g B.绳断裂时,b的加速度为gC.a与b间的最大距离为x D.a与b间的最大距离为x【例题】(2016.9第一次百校联A卷慢组)如图甲所示,有一块木板静止在足够长的粗糙水平面上,木板质量为M=4kg,长为L=1.4m;木块右端放的一小滑块,小滑块质量为m=1kg,可视为质点.现用水平恒力F作用在木板M右端,恒力F取不同数值时,小滑块和木板的加速度分别对应不同数值,两者的a﹣F图象如图乙所示,取g=10m/s2.求:(1)小滑块与木板之间的滑动摩擦因数,以及木板与地面的滑动摩擦因数.(2)若水平恒力F=27.8N,且始终作用在木板M上,当小滑块m从木板上滑落时,经历的时间为多长.【2015课标1卷】一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块;在木板右方有一墙壁.木板右端与墙壁的距离为5m,如图(a)所示,t=0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t=1s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短).碰撞前后木板速度大小不变,方向相反,运过程中小物块始终未离开木板,已知碰撞后1s时间内小物块的v-t图线如图(b)所示.木板的质量是小物块质量的15倍,重力大小g取10m/s2.求(1)小物块与木板间的动摩擦因数μ1;(2)木板与地面间的动摩擦因数μ2;(3)求从木板撞到墙上开始计时到小物块速度减为0的过程中,小物块移动的距离x1和木板离开墙移动的距离x2;(4)根据题意求木板的最小长度L【变式】一长木板置于光滑水平地面上,木板左端放置一小物块,在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为4m,如图(a)所示.t=0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t=1s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短).碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板.已知碰撞后1s时间内小物块的v-t图线如图(b)所示.小物块质量是木板质量的3倍,重力加速度大小g取10m/s2.求(1)木板与墙壁碰撞后,木板离开墙壁的最大距离;(2)小物块距离木板左端的最终距离【答案】:(1)木板与墙壁碰撞后,木板离开墙壁的最大距离为1.33m;(2)小物块距离木板左端的最终距离为4m.t【例题】(2015课标2卷)下暴雨时,有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害.某地有一倾角为θ=37°(sin37°=)的山坡C,上面有一质量为m的石板B,其上下表面与斜坡平行;B上有一碎石堆A(含有大量泥土),A和B均处于静止状态,如图所示.假设某次暴雨中,A浸透雨水后总质量也为m(可视为质量不变的滑块),在极短时间内,A、B间的动摩擦因数μ1减小为,B、C间的动摩擦因数μ2减小为0.5,A、B开始运动,此时刻为计时起点;在第2s末,B的上表面突然变为光滑,μ2保持不变.已知A开始运动时,A离B下边缘的距离l=27m,C足够长,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.取重力加速度大小g=10m/s2.求:(1)在0~2s时间内A和B加速度的大小(2)A在B上总的运动时间.【练习题】甲、乙两辆汽车同时通过公路上的同一地点,向同一方向运动,它们的瞬时速度依次为v1、v2(D)A.在t1时刻甲、乙两辆汽车再次相遇B.在t1时刻以后,乙车将在甲车前面C.在t2时刻以前,甲、乙两车间的距离始终在减小D.在t2时刻以前,甲车始终在乙车前面【变1】一个固定在水平面上的光滑物块,其左侧面是斜面AB,右侧面是曲面AC,如图所示。
运用图像法解决高中物理问题
解析 : 汽车在关闭油门减速后的一段时间 内. 其 速 度 大 于 自行 车 的速 度 , 因 此 汽 车和 自行 车 之 间 的距 离 在 不 断 减 小 。当 这个 距 离 缩 小 到 零 时 , 若 汽 车 的 速 度 减 至 与 自行 车 相 同 . 则 能 满 足题 设 中汽 车恰 好 不 碰 上 自行 车 的条 件 ,所 以本 题 要 求 汽 车 关 闭 油 门 时 离 自行 车 的距 离X 应 是 汽 车 从 关 闭 油 门 减 速 运 动 知 道 速 度 与 自行 车 相 等 时 发 生 的 位 移 X 与 自行 车 在 这 段 时 间 内 发生 的位 移 X 之差 , 如 图2 所示。
物 理 规 律 可 以用 文 字 来 描 述 。也 可 以用 数 学 函数 式来 表 示, 还 可 以用 图像 来 描述 。 利 用 各 种 图 像 描 述 物 理 规 律 、 解 决 物 理 问 题 的 方 法 称 之 为 图像 法 。 对 于 高 中物 理初 学 者 。 图像 的 建 立 与 理 解 是 关 键 。可 随 着 知 识 层 次 的深 入 、学 习能 力 的 提 高 ,应 用 图 像 解 决 问 题 成 为 高 中物 理 解 题 方 法 中 比较 重要 的 种。 它运用数和形的巧妙结合 。 恰 当地 表 达 各 种 现 象 的 物 理 过程 和物理规律 . 突 出体 现 简 明 、 清晰、 形象、 直观 、 动 态 的 过 程, 使 物 理 量之 间 的 函数 关 系 更 加 明 确 . 利 用 它 可 以避 免 复 杂 的运 算 过 程 , 还 可 以恰 当地 表 示 语 言 难 以 表 达 的 内涵 。 应用 图 像解决物理问题 , 一 方 面 是培 养学 生 能 力 的 很 好 切 人 点 , 另一 方 面是 在 近 年 来 新 课 标 区 的 高 考 中体 现 能力 的 命 题 点 。 2 . 图 像 法 在 解 题 方 面 的应 用 例题1 : 题 目给 定 的 图像 解 答 问题 某 物 体 做 直 线 运 动 的v — t 图像 如 图 1 甲 所 示 .据 此 判 断 图 乙 四个 选 项 中正 确 的 是 ( )
高中物理物理解题方法:图像法习题综合题及答案解析
高中物理物理解题方法:图像法习题综合题及答案解析一、题方法:图像法1.如图,光滑水平面上放着长木板B ,质量m =2kg 的木块A 以速度v 0=2m/s 滑上原来静止的长木板B 的上表面,由于A 、B 之间存在有摩擦,之后,A 、B 的速度随时间变化情况如右图所示,重力加速度g =10m/s 2.则下列说法正确的是( )A .A 、B 之间动摩擦因数为0.1B .长木板的质量为1 kgC .长木板长度至少为2mD .A 、B 组成系统损失机械能为4J【答案】A【解析】【分析】A 在B 的表面上滑行时,根据v -t 图像的斜率可得到A 的加速度大小,由牛顿第二定律求得动摩擦因数。
对系统,运用动量守恒定律列式可求得长木板的质量M 。
根据“面积”表示位移,求解木板的长度。
由能量守恒定律求解A 、B 组成系统损失机械能。
【详解】A .由图像可知,木板B 匀加速运动的加速度21m/s v a t∆==∆ 对B 根据牛顿第二定律得 μmg =Ma B解得μ=0.1,故A 正确;B .从图可以看出,A 先做匀减速运动,B 做匀加速运动,最后一起做匀速运动,共同速度v =1 m/s ,取向右为正方向,根据动量守恒定律得()o mv m M v =+解得M =m =2kg ,故B 错误;C .由图像可知前1s 内B 的位移0011m 0.5m 22B v x t ++=⨯=⨯= A 的位移 0211m 1.5m 22A v v x t ++=⨯=⨯= 所以木板最小长度1m A B L x x =-=故C 错误。
D .A 、B 组成系统损失机械能22011()2J 22E mv m M v ∆=-+= 故D 错误。
故选A 。
【点睛】 分析清楚图像的物理意义是解题的前提与关键,要知道加速度是联系力和运动的桥梁,根据v -t 图像的斜率能得出物体运动的加速度,由面积求解位移。
2.一枚火箭由地面竖直向上发射,其v –t 图象如图所示,则A .火箭在23~t t 时间内向下运动B .火箭能上升的最大高度为4v 1t 1C .火箭上升阶段的平均速度大小为22v D .火箭运动过程中的最大加速度大小为23v t 【答案】B【解析】【详解】A .在23~t t 时间内火箭的速度为正值,仍在上升,故A 错误;B .由图看出,在30~t 时间内火箭的速度都是正值,说明火箭一直在上升,图线与坐标轴所围“面积”的大小等于火箭能上升的最大高度,由数学知识得:火箭能上升的最大高度12211111222v v v t h v t t +=++,213v v =, 解得114h v t =,故B 正确; C .火箭上升阶段的平均速度大小为11433h v v t ==, 故C 错误; D .由图看出,在23~t t 时间内图线的斜率最大,则火箭的加速度最大,最大加速度大小为21v v a t t ∆==∆, 故D 错误。
高中物理-第12讲图像法
第12讲图像法分析物理问题1、通过给定图像,分析情景获得物理结论(2020年1月浙江选考)如图甲所示,在xOy 水平面内,固定放置着间距为l 的两平行金属直导轨,其间连接有阻值为R 的电阻,电阻两端连接示波器(内阻可视为无穷大),可动态显示电阻R 两端的电压。
两导轨间存在大小为B 、方向垂直导轨平面的匀强磁场。
t=0时一质量为m 、长为l 的导体棒在外力F 作用下从x=x 0位置开始做简谐运动,观察到示波器显示的电压随时间变化的波形是如图乙所示的正弦曲线。
取.则简谐运动的平衡位置在坐标原点O.不计摩擦阻力和其它电阻,导体棒始终垂直导轨运动。
(提示:可以用F-x 图象下的“面积”代表力F 所做的功)(1)求导体棒所受到的安培力F A 随时间t 的变化规律;(2)求在0至0.25T 时间内外力F 的冲量;(3)若t=0时外力F 0=1N ,l=1m ,T=2πs ,m=1kg ,R=1Ω,U m =0.5V ,B=0.5T ,求外力与安培力大小相等时棒的位置坐标和速度。
BlT U π2x m 0−=2、对物理情景的分析转化为直观的图像(2020年1月浙江选考)一个无风晴朗的冬日,小明乘坐游戏滑雪车从静止开始沿斜直雪道下滑,滑行54m后进入水平雪道,继续滑行40.5m 后减速到零。
已知小明和滑雪车的总质量为60kg,整个滑行过程用时10.5s,斜直雪道倾角为37°(sin37°=0.6)。
求小明和滑雪车(1)滑行过程中的最大速度v m的大小;(2)在斜直雪道上滑行的时间t1;(3)在斜直雪道上受到的平均阻力F f的大小。
运用V-t图像方便、快速3、通过图像对实验数据进行分析和处理(2020年1月浙江选考)在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中:①如图丙所示,已经连接了一部分电路,请在答题纸上对应位置将电路连接完整。
②合上开关后,测出9组I、U值,在I-U坐标系中描出各对应点,如图丁所示。
高中物理解题方法专题指导:图像法
高中物理解题方法专题指导图像法一、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、100 W”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=12v(t1+t2)=12vt ③由①②③解得:t=2121)(2aa aas 5.如图所示:.6.t 1>t 27.乙图中小球先到底端8.v B =)13()21(2nas n n n s a -=-+ 9.13.64 s10. 10 cm/s ; 7.5s。
高中物理图像法解决物理试题解题技巧及经典题型及练习题
高中物理图像法解决物理试题解题技巧及经典题型及练习题一、图像法解决物理试题1.甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动,其v t -图像如图所示,下列说法正确的是( )A .20t :时间内乙物体通过的路程大于甲物体通过的路程B .1t 时刻,两者相距最远C .20t :时间内乙的平均速度小于甲的平均速度D .2t 时刻,乙物体追上甲物体【答案】C【解析】【详解】AC.20t ~时间内甲物体的速度一直比乙物体的速度大,乙物体通过的路程小于甲物体通过的路程.根据平均速度的定义,乙的平均速度小于甲的平均速度,故A 错误,C 正确; BD. 甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动,在0∼t 2时间内,甲的速度一直比乙的大,甲在乙的前方,两者间距逐渐增大.t 2时刻后,乙的速度比乙的大,两者间距逐渐减小,所以t 2时刻,两者相距最远.故B 错误,D 错误.2.一个质量为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 .2m/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.3.甲、乙两个物体由同一地点沿同一方向做直线运动,其v -t 图象如图所示,关于两物体的运动情况,下列说法正确的是( )A .t =1s 时,甲在乙前方B .t =2s 时,甲、乙相遇C .t =4s 时,乙的加速度方向开始改变D .0-6s 内,甲、乙平均速度相同【答案】B【解析】【分析】【详解】A .甲、乙两个物体从同一地点沿同一方向做直线运动,当位移相等时,两者相遇,根据速度时间图象与坐标轴围成面积表示位移,可知,在t =1s 时,乙的位移大于甲的位移,说明乙在甲的前方,故A 错误;B .根据速度图象与坐标轴围成面积表示位移可知,在t =2s 时,乙的位移等于甲的位移,说明两者相遇,故B 正确;C .速度图象的斜率表示加速度,由数学知识得知,在t =2s ~t =6s 内,乙的加速度方向一直沿负方向,没有改变,故C 错误.D .由图可知,0~6s 内,甲的位移一定大于乙的位移,而时间相等,因此甲的平均速度大于乙的平均速度,故D 错误。
高中物理图示法图像法解决物理试题题20套(带答案)含解析
高中物理图示法图像法解决物理试题题20套(带答案)含解析一、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,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 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 mgθ=︒︒-︒-,即sin 60sin(120)F mgθ=︒︒-,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 mgθ=︒︒-,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cos 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11cos v v θ=+乙车的速度2cos 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【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【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cos 60Q 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,6.质量为2kg 的物体(可视为质点)在水平外力F 的作用下,从t=0开始在平面直角坐标系xOy(未画出)所决定的光滑水平面内运动.运动过程中,x 方向的x-t 图象如图甲所示,y 方向的v-t 图象如图乙所示.则下列说法正确的是( )A .t=0时刻,物体的速度大小为10m/sB .物体初速度方向与外力F 的方向垂直C .物体所受外力F 的大小为5ND .2s 末,外力F 的功率大小为25W 【答案】CD 【解析】 【详解】由图甲图得到物体在x 方向做匀速直线运动,速度大小为10/ 2.5/4x x v m s m s t ==V V =,t=0时刻,y 方向物体的分速度为v y =10m/s ,物体的速度大小为v=22x y v v +>10m/s .故A 错误.物体在x 方向做匀速直线运动,合力为零,y 方向做匀减速直线运动,合力沿-y 轴方向,而物体的初速度不在x 轴方向,所以物体的初速度方向和外力的方向并不垂直.故B 错误.由乙图的斜率等于加速度,得到物体的加速度大小为22100/ 2.5/4v a m s m s t -===V V ,所受外力F 的大小为F=ma=5N .故C 正确.2s 末,外力的功率P=Fv y =5×5W=25W .故D 正确.故选CD . 【点睛】本题知道x 、y 两个方向的分运动,运用运动的合成法求解合运动的情况.对于位移图象与速度图象的斜率意义不同,不能混淆:位移图象的斜率等于速度,而速度图象的斜率等于加速度.7.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;8.如图所示,一轻绳通过小定滑轮O 与小球B 连接,另一端与套在竖直杆上的小物块A 连接,杆固定且足够长。
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:图像法压轴难题综合题附答案
高中物理物理解题方法:图像法压轴难题综合题附答案一、题方法:图像法1.甲、乙两车在一平直公路上从同一地点沿同一方向沿直线运动,它们的v-t 图像如图所示。
下列判断不正确的是A .乙车启动时,甲车在其前方50m 处B .乙车超过甲车后,两车不会再相遇C .乙车启动10s 后正好追上甲车D .运动过程中,乙车落后甲车的最大距离为75m【答案】C【解析】【详解】A 、根据速度图线与时间轴包围的面积表示位移,可知乙在10t s =时启动,此时甲的位移为11010502x m m =⨯⨯=,即甲车在乙前方50m 处,故选项A 正确; B 、乙车超过甲车后,由于乙的速度大,所以不可能再相遇,故选项B 正确; C 、由于两车从同一地点沿同一方向沿直线运动,当位移相等时两车才相遇,由图可知,乙车启动10s 后位移小于甲的位移,还没有追上甲,故选项C 错误;D 、当两车的速度相等时相遇最远,最大距离为:()11515101057522max S m m m =⨯+⨯-⨯⨯=,故选项D 正确; 不正确的是选选项C 。
2.如图所示为甲、乙两质点做直线运动的速度-时间图象,则下列说法中正确的是( )A .在0~t 3时间内甲、乙两质点的平均速度相等B .甲质点在0~t 1时间内的加速度与乙质点在t 2~t 3时间内的加速度相同C .甲质点在0~t 1时间内的平均速度小于乙质点在0~t 2时间内的平均速度D .在t 3时刻,甲、乙两质点都回到了出发点【答案】A【解析】A 、在0~t 3时间内,由面积表示为位移,可知甲、乙两质点通过的位移相等,所用时间相等,则甲、乙两质点的平均速度,故A 正确;B 、图象的斜率表示加速度,则甲质点在0~t 1时间内的加速度与乙质点在t 2~t 3时间的加速度大小相等,但方向相反,所以加速度不同,故B 错误;C 、甲质点在0~t 1时间内的平均速度为2v ,乙质点在0~t 2时间内平均速度为2v ,即平均速度相等,故C 错误;D 、两个质点一直沿正向运动,都没有回到出发点,故D 错误;故选A .【点睛】在速度时间图象中,某一点代表此时刻的瞬时速度,斜率表示加速度,图象与坐标轴围成面积代表位移,平均速度等于位移与时间之比,根据这些知识分析.3.A 、B 两个物体在同地点,沿同一直线上做匀变速直线运动,它们的速度图象如图所示,则( )A .A 、B 两物体运动方向一定相反B .开头4s 内A 、B 两物体的位移相同C .A 物体的加速度比B物体的加速度大D .t =4s 时,A 、B 两物体的速度相同【答案】D【解析】由图像知A、B两物体速度为正,表明运动方向均与正方向相同,A 错.A、B两个物体在同地点出发,由图像与横轴包围面积可知,开头4s 内A、物体的位移比B的小,B 错.速度图象斜率表示加速度,B 的斜率大于A ,所以A物体的加速度比B物体的加速度小,C 错.t =4s 时,A、B两物体的速度相同,D 对.4.如图甲,长木板A 放在光滑的水平面上,质量为2kg m =的另一物体B (可看作质点)以水平速度02m/s v =滑上原来静止的长木板A 的表面.由于A 、B 间存在摩擦,之后A 、B 速度随时间变化情况如图乙所示,则下列说法正确的是(g 取210m/s )( )A .木板获得的动能为2JB .系统损失的机械能为4JC .木板A 的最小长度为2mD .A 、B 间的动摩擦因数为0.1【答案】D【解析】【详解】A.由图象可知,A 、B 的加速度大小都为21m/s ,根据牛顿第二定律知二者质量相等均为2kg ,则木板获得的动能为211J 2k E mv ==,选项A 不符合题意; B.系统损失的机械能2201122J 22E mv m v ∆=-⋅⋅=,选项B 不符合题意; C.由v-t 图象可求出二者相对位移为121m 1m 2⨯⨯=,木板A 的最小长度为1m ,所以C 不符合题意; D.分析B 的受力,根据牛顿第二定律,B mg ma μ= 可求出0.1μ=,选项D 符合题意. 5.甲、乙两车在平直公路上行驶,t =0时刻两车处于同一位置,其速度-时间图象如图所示,两图像交点处坐标及切线如图,则( )A .t =8s 末,甲、乙两车相遇B .甲、乙两图像交点t =2s 末,甲车的加速度大于乙车的加速度C .在2~8s 内,甲车的平均速度小于乙车的平均速度D .在0~2s 内,甲车的位移小于乙车的位移【答案】D【解析】【详解】A.在v -t 图象中,图象和横轴所围面积表示位移大小,甲、乙两车在平直公路上行驶,t =0时刻两车处于同一位置,t =8s 末时甲的位移大于乙的位移,甲在乙方的前方,故A 错误;B.甲、乙两图像交点t =2s 末,2240m/s 5m/s 8v a t ∆===∆乙 223020m/s 5m/s 2v a t ∆-===∆甲 甲车的加速度大小等于乙车的加速度大小,故B 错误;C.在2~8s 内,甲的位移大于乙的位移,甲车的平均速度大于乙车的平均速度,故C 错误.D.在v -t 图象中,图象和横轴所围面积表示位移大小,在0~2s 内,甲图象面积小于乙的图线面积,所以甲车的位移小于乙车的位移,故D 正确.6.甲、乙两个物体同时从同一地点沿同一方向做匀加速直线运动。
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高中物理图像法解决物理试题的基本方法技巧及练习题及练习题一、图像法解决物理试题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:==⨯≈P UI0.1250.28W0.035WC错误;D.回路中的总功率为:==⨯≈1.50.28W0.42WP EI总D正确。
故选D。
2.甲、乙两车在同一平直公路上同地同时同向出发,甲、乙的速度v随时间t的变化如图所示,设0时刻出发,t1时刻二者速度相等,t2时刻二者相遇且速度相等。
下列关于甲、乙运动的说法正确的是()A.在0〜t2时间内二者的平均速度相等B.t1〜t2在时间内二者的平均速度相等C.t1〜t2在时间内乙在甲的前面D.在t1时刻甲和乙的加速度相等【答案】A【解析】【详解】A.甲、乙两车在同一平直公路上同地同时同向出发,0时刻出发,t2时刻二者相遇,则0〜t2时间内二者的位移相同,0〜t2时间内二者的平均速度相等。
故A项正确;B.v-t图象与时间轴围成面积表对应时间内的位移,则t1〜t2时间内乙的位移大于甲的位移,t1〜t2时间内乙的平均速度大于甲的平均速度。
故B项错误;C.甲、乙两车在同一平直公路上同地同时同向出发,0时刻出发,0〜t1时间内甲的速度大于乙的速度,则t1时刻甲在乙的前面;t2时刻二者相遇,则在t1〜t2时间内甲在乙的前面,两者间距逐渐变小。
故C项错误;D.v-t图象切线斜率表示加速度,则t1时刻甲和乙的加速度不相等。
故D项正确。
3.某同学站在电梯底板上,如图所示的v-t图像是计算机显示电梯在某一段时间内速度变化的情况(竖直向上为正方向).根据图像提供的信息,可以判断下列说法中正确的是()A.在0-20s内,电梯向上运动,该同学处于超重状态B.在0-5s内,电梯在加速上升,该同学处于失重状态C.在5s-10s内,电梯处于静止状态,该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力D.在10s-20s内,电梯在减速上升,该同学处于失重状态【答案】D【解析】图像的斜率表示加速度,故0~5s内斜率为正,加速度为正,方向向上,处于超重状态,速度为正,即电梯向上加速运动;在5~10s过程中,电梯匀速,该同学加速度为零,该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力,处于正常状态;10~20s过程中,斜率为负,速度为正,即电梯向上做减速运动,加速度向下,处于失重状态,D正确.【点睛】在速度时间图象中,直线的斜率表示加速度的大小,根据图象求出电梯的加速度,当有向上的加速度时,此时人就处于超重状态,当有向下的加速度时,此时人就处于失重状态.4.如图所示为甲、乙两质点做直线运动的速度-时间图象,则下列说法中正确的是()A.在0~t3时间内甲、乙两质点的平均速度相等B.甲质点在0~t1时间内的加速度与乙质点在t2~t3时间内的加速度相同C.甲质点在0~t1时间内的平均速度小于乙质点在0~t2时间内的平均速度D.在t3时刻,甲、乙两质点都回到了出发点【答案】A【解析】A、在0~t3时间内,由面积表示为位移,可知甲、乙两质点通过的位移相等,所用时间相等,则甲、乙两质点的平均速度,故A正确;B、图象的斜率表示加速度,则甲质点在0~t1时间内的加速度与乙质点在t2~t3时间的加速度大小相等,但方向相反,所以加速度不同,故B错误;C 、甲质点在0~t 1时间内的平均速度为2v ,乙质点在0~t 2时间内平均速度为2v,即平均速度相等,故C 错误;D 、两个质点一直沿正向运动,都没有回到出发点,故D 错误; 故选A .【点睛】在速度时间图象中,某一点代表此时刻的瞬时速度,斜率表示加速度,图象与坐标轴围成面积代表位移,平均速度等于位移与时间之比,根据这些知识分析.5.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0kE h W ν=-;联立两式可得:0C W h U e eν=-,因此图像的斜率为he ,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.6.如图甲,长木板A 放在光滑的水平面上,质量为2kg m =的另一物体B (可看作质点)以水平速度02m/s v =滑上原来静止的长木板A 的表面.由于A 、B 间存在摩擦,之后A 、B 速度随时间变化情况如图乙所示,则下列说法正确的是(g 取210m/s )( )A .木板获得的动能为2JB .系统损失的机械能为4JC .木板A 的最小长度为2mD .A 、B 间的动摩擦因数为0.1 【答案】D 【解析】 【详解】A.由图象可知,A 、B 的加速度大小都为21m/s ,根据牛顿第二定律知二者质量相等均为2kg ,则木板获得的动能为211J 2k E mv ==,选项A 不符合题意; B.系统损失的机械能2201122J 22E mv m v ∆=-⋅⋅=,选项B 不符合题意; C.由v-t 图象可求出二者相对位移为121m 1m 2⨯⨯=,木板A 的最小长度为1m ,所以C 不符合题意;D.分析B 的受力,根据牛顿第二定律,B mg ma μ= 可求出0.1μ=,选项D 符合题意.7.两个质点A 、B 放在同一水平面上,从同一位置沿相同方向做直线运动,其运动的v-t 图象如图所示.对A 、B 运动情况的分析,下列结论正确的是A .在6s 末,质点A 的加速度大于质点B 的加速度 B .在0-12s 时间内,质点A 的平均速度为76ms C .质点A 在0-9s 时间内的位移大小等于质点B 在0-3s 时间内的位移大小 D .在12s 末,A 、B 两质点相遇【答案】A 【解析】 【详解】A 、根据v-t 图象中图线的斜率表示加速度,斜率绝对值越大,加速度越大,可知质点A 在6 s 末的加速度是13m/s 2,质点B 在6 s 时末的加速度是2431a /1239B m s -==-,所以A 的加速度较大,故A 正确;B 、在0~12s 时间内,质点A 的位移为1614310.522x m m m ⨯+=+⨯=,平均速度为10.57//128x v m s m s t ===,故B 错误; C 、质点A 在0-9s 时间内的位移大小1632A x m m ⨯==,质点B 在0-3s 时间内的位移大小13362B x m m +=⨯=,故C 错误; D 、在12s 末,A 、B 两质点相距的距离等于它们的位移之差,为13341614(39)(3)272222B A s x x m m m ''++⨯+=-=⨯+⨯-+⨯=,故D 错误。
【点睛】在速度-时间图象中,图线的斜率表示加速度,图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移;根据几何关系求出质点A 、B 在0~12s 内的位移,再由位移与时间之比求其平均速度,根据位移关系分析何时两质点相遇。
8.某物体沿一直线运动,其v —t 图象如图所示,则下列说法中错误的是( )A .第2s 内和第3s 内速度方向相同B .第3s 内和第4s 内的加速度大小相同、方向相反C .前4s 内位移为4mD .3s 末物体离出发点最远 【答案】B 【解析】试题分析:根据速度的正负读出速度的方向.由速度图象的斜率等于加速度,根据数学知识研究加速度方向关系,图象与坐标轴围成的面积表示位移.由图看出,第2s 内和第3s 内物体的速度都正值,都向正方向,方向相同,A 正确;由斜率读出,第3s 内和第4s 内的加速度大小相同、方向相同,B 错误;根据图象与坐标轴围成的面积表示位移可知,前4s 内位移113414422x m =⨯⨯-⨯⨯=,C 正确;0-3s 内速度为正,沿正方向运动,3-6s 内速度为负,沿负方向运动,则3s 末物体离出发点最远,D 正确.9.一质点沿x 轴正方向做直线运动,通过坐标原点时开始计时,其xt t-的图象如图所示,则( )A .质点做匀加速直线运动,加速度为1.0m/s 2B .质点在1s 末速度为1.5m/sC .质点在第1s 内的平均速度0.75m/sD .质点做匀速直线运动,速度为0.5m/s 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】 A 、D 、由图得:0.50.5x t t =+,根据2012x v t at =+,得:02x av t t =+,对比可得:20.5m/s 2a=,则加速度为a =2×0.5=1m/s2,由图知质点的加速度不变,说明质点做匀加速直线运动,故A 正确,D 错误.B 、质点的初速度v 0=0.5m/s ,在1s 末速度为v =v 0+at =0.5+1=1.5m/s ;故B 正确.C 、质点在第1s 内的平均速度00.5 1.5m/s 1m/s 22v v v ++===,故C 错误.10.如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标为4.27,与纵轴交点坐标为0.5).由图可知:A .该金属的截止频率为4.27×1014HzB .该金属的截止频率为5.5×1014HzC .该图线的斜率的物理意义是普朗克常量D .该金属的逸出功为0.5eV 【答案】AC 【解析】当最大初动能为零时,入射光的光子能量与逸出功相等,即入射光的频率等于金属的截止频率,可知金属的截止频率为4.27×1014Hz ,A 正确B 错误;根据0km E hv W =-知,图线的斜率表示普朗克常量,C 正确;金属的逸出功为34140 6.6710 4.2710 1.78W hv J eV -==⨯⨯⨯=,D 错误.11.一物体自t=0时开始做直线运动,其速度图线如图所示.下列选项正确的是A .在0~6s 内,物体离出发点最远为35mB .在0~6s 内,物体经过的路程为40mC .在0~6s 内,物体的平均速度为7.5m/sD .在5~6s 内,物体做减速运动 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】A .0~5s 物体向正向运动,5~6s 向负向运动,故5s 末离出发点最远,路程为11102m 102m 101m 35m 22s =⨯⨯+⨯+⨯⨯=故A 正确;B .在0~6s 内,物体经过的路程为111102m 102m 101m 101m 40m 222s =⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯=故B 正确;C .在0~4s 内,物体的路程为1102m 102m 30m 2s =⨯⨯+⨯=,因此平均速率30m/s 7.5m/s 4s v t ===,故C 错误;D .在5~6s 内,物体做反向加速运动,D 错误, 【点睛】要明确斜率的含义,知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义,能根据图象读取有用信息,要注意路程和位移的区别,属于基础题.12.甲乙两个质量均为1kg 的物块,在光滑的水平面上分别受到一个水平力作用,由静止开始加速,甲物块所受的力F 随时间t 的变化关系和乙物块所受的力T 随位移x 的变化关系如图所示,当水平力分别按各自的规律从0增大到10N 的过程中,下列说法正确的是( )A .当水平力均为10N 时,甲和乙的动量均为10kgm/sB .甲所受力F 对物块的冲量为10Ns ,乙所受力T 对物块所做的功为10JC .甲在此过程中的位移为10mD .当水平力均为10N 时,甲的动能为50J ,乙的动量为5/kg m s ⋅ 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】由甲图可知,图线与t 轴围成的面积表示冲量,则当水平力为F=10N 时,冲量为1110210?22I Ft N s ==⨯⨯=,根据动理定理0I P P =∆=-甲,得此时甲的动量为10?/P I kg m s 甲==,则此时甲的速度为10/P v m s m==甲甲,则甲的动能为22111105022k E mv J ==⨯⨯=甲甲,因F 是变力,故无法求出甲运动的位移;由乙图可知,图线与x 轴围成的面积表示拉力T 做的功,则当水平力T=10N 时, 则拉力T 做的功为111021022W Tx J ==⨯⨯=,根据动能定理有:212W mv =乙,解得:22105/1W v m s m ⨯===乙,此时乙的动量为25?/P mv kg m s 乙==,故AC 错误,BD 正确;故选BD.13.将地面上静止的货物竖直向上吊起,货物由地面运动至最高点的过程中,v t -图像如图所示.以下判断正确的是( )A .前3s 内货物处于超重状态B .最后2s 内货物只受重力作用C .前3s 内与最后2s 内货物的平均速度相同D .第3s 末至第5s 末的过程中,货物的机械能守恒 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】前3s 内货物速度增大,加速度向上,处于超重状态,A 正确;最后2s 内货物的加速度为2260/3/2a m s m s g -==<,受重力和拉力作用,B 错误;前3s 内的平均速度16 /3/2v m s m s ==,后2s 内的平均速度26 /3/2v m s m s ==,两段时间内的平均速度相同.故C 正确;3到5s 内物体做匀速直线运动,动能不变,高度增大,重力势能增加,所以机械能不守恒,D 错误.14.一物块在空中某位置从静止开始沿直线下落,其速度v 随时间t 变化的图线如图所示.则物块A .第一个t 0时间内的位移等于第二个t 0时间内的位移B .第一个t 0时间内的平均速度等于第二个t 0时间内的平均速度C .第一个t 0时间内重力的冲量等于第二个t 0时间内重力的冲量D .第一个t 0时间内合外力的功大小等于第二个t 0时间内合外力的功大小 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】AB .速度时间图象中,图线与横轴围成的面积表示物块的位移;则物块第一个t 0时间内的位移小于第二个t 0时间内位移.据x v t=得,物块第一个t 0时间内的平均速度小于第二个t 0时间内的平均速度.故AB 两项错误.C .冲量I mgt =,可知第一个t 0时间内重力的冲量等于第二个t 0时间内重力的冲量.故C 项正确.D .根据动能定理可知,合外力对物块做的功等于动能的改变量.由图知,第一个t 0时间内动能的变化量大小等于第二个t 0时间内动能的变化量大小,则第一个t 0时间内合外力的功大小等于第二个t 0时间内合外力的功大小.故D 项正确.15.如图a ,物体在水平恒力F 作用下沿粗糙水平地面由静止开始运动,在t =1s 时刻撤去恒力F ,物体运动的图象如图b ,重力加速度,则A .物体在3s 内的位移3m s =B .恒力F 与摩擦力f 大小之比:3:1F f =C .物体与地面的动摩擦因数为0.3μ=D .3s 内恒力做功与克服摩擦力做功之比:3:2F f W W =克【答案】BC【解析】【详解】A.根据v t -图象与时间轴所围的面积表示位移,可得物体在3s 内的位移:63m 9m 2s ⨯== 故A 错误; B.物体在第1s 内和后2s 内的位移分别为:1161m 3m 2s =⨯⨯= 262m 6m 2s ⨯== 对整个过程,由动能定理得: 10Fs fs -=解得::3:1F f =故B 正确;C.对后2s 内物体的运动过程,由动能定理得:22102mgs mv μ-=- 解得:0.3μ=故C 正确;D.对整个过程,由动能定理得:0F f W W -=克可得::1:1F f W W =克 故D 错误.。