高三物理二轮复习专题课件精编：专题七 物理图像问题

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3．斜率
专题七
图线上某点的斜率表示两物理量增量的比值， 反映该点处一 个量随另一个量变化的快慢．
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几种常见图象斜率的物理意义：(1)变速直线运动的 x－t 图 象，纵坐标表示位移，横坐标表示时间，因此图线中某两点 连线的斜率表示 平均速度 ， 图线上某一点切线的斜率表示
本 课 为 重力加速度 的 2 倍． 时 栏 目 4．面积的物理意义 开 图线与横轴所围的面积常代表一个物理量，这个物理量往 关
速度实验的 v2－h 图象(v 为速度，h 为下落位移)，其斜率
往就是纵、横轴所表示的物理量的乘积的物理意义．
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专题七
几种常见图象面积的物理意义： (1)在直线运动的 v－t 图象中， 图线和时间轴之间的面积，等于速度 v 与时间 t 的乘积，因此 它表示相应时间内质点通过的 位移 ；(2)在 a－t 图象中，图线 和时间轴之间的面积，等于加速度 a 与时间 t 的乘积，表示质
中的 E－x 图象(E 为电场强度，x 为沿电场线方向的位移)，图 线和 x 坐标轴之间的面积表示相应两点间的 电势差 ．
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专题七
5．交点、拐点的物理意义 交点往往表示不同对象达到的某一物理量的共同点，如在
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同一 U－I 坐标系中，电阻的 U－I 图线和电源的 U－I 图 线的交点表示两者连成闭合电路时的工作点；拐点既是坐 标点，又是两种不同变化情况的交界点，即物理量之间的 突变点．
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固定斜面， 沿斜面上升的最大高度为 H.已知
图3 斜面倾角为 α，斜面与滑块间的动摩擦因数为 μ，且 μ<tan α，
最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取斜面底端为零势能面，则能 表示滑块在斜面上运动的机械能 E、动能 Ek、势能 Ep 与上升 高度 h 之间关系的图象是 ( )
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专题七
1．公式与图象的转化 要作出一个确定的物理图象，需要得到相关的函数关系
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式．在把物理量之间的关系式转化为一个图象时，最重要 的就是要明确公式中的哪个量是自变量，哪些是常量，关 系式描述的是哪两个物理量之间的函数关系，那么这两个 物理量就是物理图象中的两个坐标轴．
专题七
光滑水平面上静止的物体，受到 一个水平拉力 F 作用开始运动，拉力随时间 变化的图象如图 6 所示，用 Ek、v、x、P 分
答案 D
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专题七
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以题说法
图象问题往往隐含着两个变量之间的关系，因此
要通过有关的物理概念和规律建立函数关系，并注意理解其 斜率或面积的物理意义．
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专题七
(2013· 新课标Ⅰ· 21)2012 年 11 月， “歼 15”舰载机 在“辽宁号”航空母舰上着舰成功． 图 2(a)为利用阻拦系统让 舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图． 飞机着舰并成功
瞬时速度 ；(2)v－t 图线上两点连线的斜率和某点切线的 斜率，分别表示 平均加速度 和 瞬时加速度 ；(3)线圈的 Φ
－t 图象(Φ 为磁通量)，斜率表示 感应电动势；(4)恒力做功 的 W－l 图象(l 为恒力方向上的位移)， 斜率表示恒力的大小；
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专题七
(5)沿电场线方向的 φ－x 图象(φ 为电势，x 为位移)，其斜 率的大小等于 电场强度 ；(6)用自由落体运动测量重力加
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专题七
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1．坐标轴的物理意义 弄清两个坐标轴表示的物理量及单位．注意坐标原点是否 从零开始；注意纵轴物理量为矢量情况时，横轴以上表示 此物理量为正，横轴以下表示此物理量为负． 2．图线形状 注意观察图象形状是直线、曲线还是折线等，从而弄清图 象所反映的两个物理量之间的关系，明确图象反映的物理 意义．
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专题七
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解析
专题七
滑块机械能的变化量等于除重力外其余力做的功， 故滑
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块机械能的减小量等于克服阻力做的功，故上行阶段：E＝ h h E0－F 阻 ，下行阶段：E＝E0′－F 阻 ，故 B 错误； sin α sin α h 动能的变化量等于外力的总功，故上行阶段：－mgh－F 阻sin α h ＝Ek－E0，下行阶段：mgh－F 阻sin α＝Ek－E0′，C 错，D 对；
专题七
【应考策略】
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图象问题的处理有两条途径：一是根据
图象反映的函数关系，找到图象所反映的两个物理量间的关 系，分析其物理意义和变化规律．二是既能根据图象的定义 把图象反映的规律对应到实际过程中去，又能将实际过程的 抽象规律对应到图象中去，最终根据实际过程的物理规律进 行判断．这样，才抓住了解决图象问题的根本．
上行阶段：Ep＝mgh，下行阶段：Ep＝mgh，A 错误．
答案 D
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专题七
ຫໍສະໝຸດ Baidu如图 4 所示，A、B 为两个等量正 点电荷，O 为 A、B 连线的中点．以 O 为坐标 原点、垂直 AB 向右为正方向建立 Ox 轴．下
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列四幅图分别反映了在 x 轴上各点的电势 φ(取 无穷远处电势为零)和电场强度 E 的大小随坐 标 x 的变化关系，其中正确的是
解析 由 v－t 图象中图线与 t 轴围成的面积，可估算出飞机在甲 1 板上滑行的距离约为 103 m，即大约是无阻拦索时的10，A 正确．
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专题七
由题图的斜率可知飞机钩住阻拦索后加速度大约保持在 a＝ 27.6 m/s2＞2.5g，故 C 正确；
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飞机的速度很大，空气阻力的影响不能忽略，且阻力随速度的 减小而减小，所以要保持加速度不变，阻拦索的张力要逐渐减 小，B 错误； 由P＝Fv知，阻拦索对飞机做功的功率逐渐减小，故D错误．
答案 C
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题型 3 图象变换问题
专题七
例 3 如图 5 甲所示，在圆形线框区域内存在匀强磁场，磁场 的方向垂直于纸面向里． 若磁场的磁感应强度 B 按照图乙所 示规律变化， 则线框中的感应电流 I(取逆时针方向的电流为
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正)随时间 t 的变化图线是
(
)
图5
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点在相应时间内 速度 的变化量； (3)线圈中电磁感应的 E－t 图 象(E 为感应电动势)，图线跟 t 坐标轴之间的面积表示相应时 间内线圈 磁通量 的变化量；(4)力 F 移动物体在力的方向上 产生一段位移 l，F－l 图象中图线和 l 坐标轴之间的面积表示
F做的功，如果 F 是静电力，此面积表示 电势能 的减小量， 如果 F 是合力，则此面积表示物体 动能 的增加量；(5)静电场
专题七
以题说法
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此类问题应根据物理情景， 找出两个物理量间的变
化关系，寻求两物理量之间的函数关系，然后选择出正确的图 象；若不能找到准确的函数关系，则应定性判断两物理量间的 变化关系，特别要注意两种不同变化的交界点，对应图象中的 拐点．
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专题七
如图 3 所示，质量为 m 的滑块 从斜面底端以平行于斜面的初速度 v0 冲上
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专题七
【专题定位】 本专题主要是解决高中物理的有关图象
问题，涉及图象物理意义的理解和应用图象解决问题．《考 试大纲》能力要求中明确指出，要求学生具有阅读图象、描 述图象、运用图象解决问题的能力．物理图象能形象地表达
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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，是分析物理问题的有效手段之一，是当今高考出 题的热点． 高考对本专题考查的内容及命题形式主要有以下几个方 面：①通过对物理过程的分析找出与之对应的图象并描绘出 来；②通过对已知图象的分析寻找其内部蕴含的物理规律； ③图象的转换——用不同的图象描述同一物理规律或结论； ④综合应用物理图象分析解决问题．
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钩住阻拦索后， 飞机的动力系统立即关闭， 阻拦系统通过阻拦 索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止， 某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在 t＝0.4 s 时恰好钩 住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度—时间图线如图(b) 所示． 假如无阻拦索， 飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为 1 000 m．已知航母始终静止， 重力加速度的大小为 g.则( )
专题七
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专题七
解析 圆形线框内，从t＝0时刻起磁感应强度均匀增大，根 据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可知，此过程产 生恒定的感应电动势和感应电流，磁感应强度增大到最大后
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开始均匀减小，产生与前面过程中方向相反的恒定的感应电 动势和感应电流；由楞次定律可知，在前半段时间产生的感 应电流方向为逆时针方向，为正值；后半段时间产生的感应 电流方向为顺时针方向，为负值，所以感应电流I随时间t的变 化图线是A.
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专题七
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(a)
(b)
图2
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专题七
A．从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的 1/10
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B．在 0.4 s～2.5 s 时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化 C．在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过 2.5g D．在 0.4 s～2.5 s 时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变
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专题七
2．图象与情景的转化 运用物理图象解题，还需要进一步建立物理图象和物理情
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景的联系，根据物理图象，想象出图象所呈现的物理现 象、状态、过程和物理变化的具体情景，因为这些情景中 隐含着许多解题条件，这些过程中体现了物理量相互制约 的规律，这些状态反映了理论结果是否能与合理的现实相 吻合，这些正是“审题”“分析”“审视答案”等解题环 节所需要解决的.
答案 A
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专题七
以题说法
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对于图象变换问题， 应注意划分不同的时间段或者
运动过程，逐个过程画出与之对应的图象．有时图象间具有某 种关系，如本题中 B－t 图象的斜率表示单位面积内感应电动 势的大小，其与电流大小成正比，找到这个关系后就可以很容 易的找到正确选项．
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专题七
解析 小球自由下落，做初速度为零的匀加速运动；与地面 发生碰撞，原速率反弹，做竖直上抛运动，速度图象B正确；
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小球下落时，速度与时间成正比，位移和动能都与时间的二 次方成正比，位移图象A、动能图象C均错误； 机械能保持不变，机械能图象 D 正确．
答案 BD
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答案 AC
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题型 2 图象选择问题
专题七
例 2 一小球自由下落，与地面发生碰撞，原速率反弹．若从 释放小球开始计时， 不计小球与地面发生碰撞的时间及空气 阻力． 则下列图中能正确描述小球位移 x、 速度 v、 动能 Ek、
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机械能 E 与时间 t 关系的是
(
)
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图4
( )
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专题七
解析 在两个等量正点电荷连线的垂直平分线上， O 点电势最 高，由于为非匀强电场，选项 A、B 关于电势的图线错误．
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O 点电场强度为零，无穷远处电场强度为零，中间有一点电场 强度最大， 所以电场强度 E 的大小随坐标 x 的变化关系正确的 是 C.
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题型 1
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对图象物理意义的理解 甲、乙两车从同一地点沿同一方向
例1
做直线运动，其 v－t 图象如图 1 所 示．关于两车的运动情况，下列说法正 确的是 A．在 t＝1 s 时，甲、乙相遇 B．在 t＝2 s 时，甲、乙的运动方向均改变 C．在 t＝4 s 时，乙的加速度方向改变 D．在 t＝2 s 到 t＝6 s 内，甲相对乙做匀速直线运动 ( )
图1
热点题型例析
专题七
解析
在 t＝1 s 时， 甲、 乙速度相等， 乙车的位移比甲车的大，
选项 A 错误；
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t＝2 s 时，甲、乙两车的速度开始减小，但运动方向不变，选 项 B 错误； 乙在 2 s～6 s 内加速度都相同，选项 C 错误； 2 s～6 s 内，甲、乙图象的斜率相同即加速度相同，故甲相对 乙做匀速直线运动，选项 D 正确．