物理图像问题资料

【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．
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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 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.
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3．斜率 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． 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 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；
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．
【应考策略】 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．
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(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 速度实验的 v2－h 图象(v 为速度，h 为下落位移)，其斜率 为 重力加速度 的 2 倍． 4．面积的物理意义 图线与横轴所围的面积常代表一个物理量，这个物理量往 往就是纵、横轴所表示的物理量的乘积的物理意义．
热点题型例析
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．
热点题型例析
(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 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( )
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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 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 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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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 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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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 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．
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题型 1 对图象物理意义的理解
例 1 甲、乙两车从同一地点沿同Baidu Nhomakorabea方向
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
()
图1
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
热点题型例析
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； 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． 答案 D
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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．