图像应用型试题分析和研究ppt课件

1、图像应用型试题图像应用型试题分析与研究分析与研究一一 物理问题中图像的作用物理问题中图像的作用1 直接根据图像给出函数间的关系求解问题直接根据图像给出函数间的关系求解问题2 根据题设条件做出图像，探索物理规律根据题设条件做出图像，探索物理规律3 根据实验数据做出图像，得出实验结论根据实验数据做出图像，得出实验结论二、运用图像解答物理问题的重要步骤二、运用图像解答物理问题的重要步骤 处理图象问题的关键是搞清图象所揭示的物理规处理图象问题的关键是搞清图象所揭示的物理规律或物理量间的函数关系，全面系统地看懂图象中的律或物理量间的函数关系，全面系统地看懂图象中的“轴轴”、 “线线”、“点点”、“斜率斜

2、率”、“面积面积”、“截距等所表示的物理意义。在运用图象法求解物截距等所表示的物理意义。在运用图象法求解物理问题时，还需要具有将物理现象转化为图象问题的理问题时，还需要具有将物理现象转化为图象问题的能力。运用图象解答物理问题包括运用题目给定的图能力。运用图象解答物理问题包括运用题目给定的图象解答物理问题及独立根据题设去作图、运用图象解象解答物理问题及独立根据题设去作图、运用图象解答物理问题两个方面。答物理问题两个方面。（1运用题目给定的图象解答物理问题两个方面。运用题目给定的图象解答物理问题两个方面。 看清坐标轴所表示的物理量，明确因变量看清坐标轴所表示的物理量，明确因变量纵轴表示的量与自变量

3、横轴表示的量的纵轴表示的量与自变量横轴表示的量的制约关系。制约关系。 看图线本身，识别两个相关量的变化趋势，看图线本身，识别两个相关量的变化趋势，从而分析具体的物理过程。从而分析具体的物理过程。 看交点，分清两相关量的变化范围及给出看交点，分清两相关量的变化范围及给出的相关条件。明确图线与坐标的交点、图线斜率、的相关条件。明确图线与坐标的交点、图线斜率、图线与坐标轴围成的图线与坐标轴围成的“面积的物理意义。面积的物理意义。 （2） 在看懂以上三个方面后，进一步弄清在看懂以上三个方面后，进一步弄清“图象与公式图象与公式”、“图象与图象图象与图象”、“图象与运动之间的联系与变通，以图象与运动之间的

4、联系与变通，以便对有关的物理问题作出准确的判断。便对有关的物理问题作出准确的判断。 认真审题，从题中所需求解的物理量，结合相应的认真审题，从题中所需求解的物理量，结合相应的物理规律确定所需的横纵坐标表示的物理量。物理规律确定所需的横纵坐标表示的物理量。 根据题意，找出两物理量的制约关系，结合具根据题意，找出两物理量的制约关系，结合具体的物理过程和相应的物理规律作出函数图象。体的物理过程和相应的物理规律作出函数图象。 由所作图象结合题意，运用函数图象进行表达、由所作图象结合题意，运用函数图象进行表达、分析和推理从而找出相应的变化规律，再结合相应的分析和推理从而找出相应的变化规律，再结合相应的数学

5、工具即方程求出相应的物理量。数学工具即方程求出相应的物理量。 三、图像的种类三、图像的种类1、F-t 图图像像o tFatoF/m-F/movt2 2、s-t s-t 图像图像tsotsotan= vvto3 3、v-t v-t 图像图像 vtovtovtoa=0a=tan4、平抛运动图像、平抛运动图像oxy运动轨迹运动轨迹xotv0 x方向方向otya=gy方向方向扩展扩展一、带电粒子在电场中的类平抛运动一、带电粒子在电场中的类平抛运动二、运动物体的投影问题二、运动物体的投影问题扩展扩展5 5、动量定理的图像表述、动量定理的图像表述FtoI=FtotPF=Pt6 6、动量守恒定律、动量守恒定

6、律质量为质量为m的木块以速度的木块以速度v滑上静止在光滑水平滑上静止在光滑水平面上的木板面上的木板M，设木，设木板足够长，则动量守板足够长，则动量守恒的图像表述为：恒的图像表述为：- vovV共共tv7 7、机械能守恒定律、机械能守恒定律EPOEKEK+EP=E8 8、机械振动图像、机械振动图像意义：意义：xotT2T9 9、机械波图像、机械波图像yox2意义：意义：1010、分子间作用力和分子间势能、分子间作用力和分子间势能EPOrr0斥斥力力引引力力rr01212、恒定电流、恒定电流（1伏安特性曲线伏安特性曲线（2超导体超导体IOUROTTC13、交变电流、交变电流B eOteOt14、L

7、C振荡电路振荡电路（1电容器充电电容器充电（2自感线圈充电自感线圈充电OOttqiOOttiq四四 例题例题 例例1 如图如图II-2-1所示为所示为A、B两质点作直线运动的两质点作直线运动的v-t图象，已知两质点在同一直线上运动，由图可知（图象，已知两质点在同一直线上运动，由图可知（ ）A、两个质点一定从同一位置出发、两个质点一定从同一位置出发B、两个质点一定同时静止开始运动、两个质点一定同时静止开始运动C、t2秒末两质点相秒末两质点相遇遇D、0t2秒时间内秒时间内B质点一直领先质点一直领先Av/ms-1ABOt1t2t/sII-2-1【解【解 答】答】 v-t图纵轴截距表示物体出发时的速度

8、，横轴截距图纵轴截距表示物体出发时的速度，横轴截距表示物体出发时距计时起点的时间间隔；图线和横轴表示物体出发时距计时起点的时间间隔；图线和横轴所围的面积表示物体在某段时间内的位移；两图线的所围的面积表示物体在某段时间内的位移；两图线的交点表示两物体在该时刻速度相等。所以交点表示两物体在该时刻速度相等。所以B对对A错、错、C错。错。0t2时间内时间内B物体的位移比物体的位移比A物体的位移大，但物体的位移大，但因不明确因不明确A、B的起始位置，故无法说明的起始位置，故无法说明B一直领先一直领先A。所以，选所以，选B正确。正确。例例2 质量为质量为m的物体放在一水平放置的粗糙木板上，缓慢抬的物体放在

9、一水平放置的粗糙木板上，缓慢抬起木板的一端，在如图起木板的一端，在如图II-2-2所示的几个图线中，哪一个最能所示的几个图线中，哪一个最能表示物体的加速度与木板倾表示物体的加速度与木板倾角的关系（角的关系（ ）OAOBCOOD【解答】【解答】 物体放在木板上，当斜面斜角为物体放在木板上，当斜面斜角为 时，有方程时，有方程sinmg时，物体才开始下滑，当时，物体才开始下滑，当角小于此角小于此值时，物体在斜面上静止，加速度值时，物体在斜面上静止，加速度=0=0，当，当角大于此值时，角大于此值时，物体开始加速下滑，物体开始加速下滑，cossinggtan,cos即mg，可见，可见与与的关系的关系为非

10、线性关系，所以为非线性关系，所以D D正确。正确。例例3 如图如图II-2-3所示，原来静止、质量为所示，原来静止、质量为m的物块被水平作的物块被水平作用力用力F轻轻压在竖直墙壁上，墙壁足够高。当轻轻压在竖直墙壁上，墙壁足够高。当F的大小从零的大小从零均匀连续增大时，图均匀连续增大时，图II-2-4中关于物块和墙间的摩擦力中关于物块和墙间的摩擦力f与与外力外力F的关系图象中，正确的选项是（的关系图象中，正确的选项是（ ）FII-2-3OFAfOFDfBOFCfII-2-4OFf【解答】【解答】 设设F=kt，当，当t=0时，时，F=0，物体与墙之间无正压力，所，物体与墙之间无正压力，所以以f=

11、0，物体在重力作用下下滑。随着，物体在重力作用下下滑。随着t的变化，物体所受的变化，物体所受摩擦力将增大，摩擦力将增大，ktFf，可知，可知f与与t成正比。成正比。mgktf时，物体的加速度等于零，速度最大时，物体的加速度等于零，速度最大物体仍将向下运动，在运动过程中，物体仍将向下运动，在运动过程中，f增大，且增大，且mgf 物体开始做减速运动至停止，当物体处于静止状态时，物物体开始做减速运动至停止，当物体处于静止状态时，物体所受摩擦力变为静摩擦力，大于等于体所受摩擦力变为静摩擦力，大于等于mg。所以。所以B图正确。图正确。当当例例4 如图如图II-2-5所示，图线表示作用在某物体上的合外力跟

12、所示，图线表示作用在某物体上的合外力跟时间变化的关系，若物体开始时是静止的，那么（时间变化的关系，若物体开始时是静止的，那么（ ）A、从、从t=0开始，开始，3s内作用在物体上的冲量为零内作用在物体上的冲量为零B、前、前4s内物体的位移为零内物体的位移为零C、第、第4s末物体的速度为零末物体的速度为零D、前、前3s内外力对物体做的功的和为零内外力对物体做的功的和为零0510-5-101 2435F/Nt/sII-2-5【解答】【解答】 从从t=0时开始，物体首先在时开始，物体首先在10N的力的作用下开始运动，的力的作用下开始运动，在第在第1秒内，物体受到的冲量为秒内，物体受到的冲量为Ft=10

13、1=10NS第第2、 3秒内，秒内，物体受到反方向的冲量，大小为物体受到反方向的冲量，大小为Ft=52=10NS所以，物体所以，物体在前在前3s内所受外力的冲量为零。物体在第内所受外力的冲量为零。物体在第1s末的速度最大，末的速度最大，第第3s末的速度为零，第末的速度为零，第4s开始返回，但前开始返回，但前4s内位移不可能为内位移不可能为零，零，B错、错、C错。因第错。因第3s末物体速度为零，末物体速度为零，0时刻物体处于静时刻物体处于静止状态，所以，可知前止状态，所以，可知前3s内物体动能增量为零，根据动能定内物体动能增量为零，根据动能定理，得前理，得前3s内外力对物体做功和为零。选内外力对

14、物体做功和为零。选A、D正确。正确。例例5 甲、乙二位同学分别使用图甲、乙二位同学分别使用图II-2-6中左图所示的同一套装置，观察单摆做中左图所示的同一套装置，观察单摆做简谐运动时的振动图象，已知二人实验简谐运动时的振动图象，已知二人实验时所用的摆长相同，落在木板上的细砂时所用的摆长相同，落在木板上的细砂分别形成的曲线如图分别形成的曲线如图II-2-6中右图所示。中右图所示。下面关于两图线不同的原因的说法中正下面关于两图线不同的原因的说法中正确的是（确的是（ ）A、甲图表示砂摆振动的同期较大，乙图振动周期较小、甲图表示砂摆振动的同期较大，乙图振动周期较小B、甲图表示砂摆振动的周期较大，乙图振

15、动周期较小、甲图表示砂摆振动的周期较大，乙图振动周期较小C、甲图表示砂摆按正弦规律变化，是简谐运动，乙图不是、甲图表示砂摆按正弦规律变化，是简谐运动，乙图不是 简谐运动简谐运动D、二人拉木板的速度不同，甲图表示木板运动速度较大、二人拉木板的速度不同，甲图表示木板运动速度较大【解答】【解答】 因二人用同一套装置，且实验时所用的摆长因二人用同一套装置，且实验时所用的摆长相同，可知两个单摆振动的周期相同，而甲、乙相同，可知两个单摆振动的周期相同，而甲、乙两图对应的曲线的紧密程序不同，是由于拉木板两图对应的曲线的紧密程序不同，是由于拉木板的速度不同造成的。如果木板不动，则所有细砂的速度不同造成的。如果

16、木板不动，则所有细砂都将落到同一直线上，不会出现正弦或余弦曲线。都将落到同一直线上，不会出现正弦或余弦曲线。所以可知甲图拉木板的速度较大，而乙图拉木板所以可知甲图拉木板的速度较大，而乙图拉木板的速度较小。所以，选的速度较小。所以，选D正确。正确。例例6 振源振源S上下振动，频率为上下振动，频率为10Hz，产生一列沿水平，产生一列沿水平x方向传播的横方向传播的横波，其振幅为波，其振幅为Acm，波速为，波速为20m/s，沿波传播方向上依次有，沿波传播方向上依次有a、b两两上质点，相距上质点，相距5.5m，当，当质点具有向上最大速度时：质点具有向上最大速度时：（1质点质点b应具有（应具有（ ）A、向

17、上的最大速度、向上的最大速度 B、向上的最大加速度、向上的最大加速度C、向下的最大速度、向下的最大速度 D、向下的最大加速度、向下的最大加速度（2如果此时如果此时质点的质点的x坐标为（坐标为（ ，0），），则则b质点的坐标为：质点的坐标为：A、（、（5.5，0） B、（、（7.5，A）C、（、（5.5，A） D、（、（7.5，0）（3如果把坐标原点放在如果把坐标原点放在质点的平质点的平衡位量，则此时该波的图象应如下面衡位量，则此时该波的图象应如下面图图II-2-7的哪个图？的哪个图？AO-A 246x/mbAy/cmO-A 246x/mbBAy/cmO-A 246x/mbCy/cmAO-A 2

18、46x/mbDy/cm【解答】【解答】 （1由公式由公式mff21020,间的距离为间的距离为s，那，那么么432,43225 . 5ss在距在距质点质点432的位置上。因为的位置上。因为质点此时具有质点此时具有向上最大速度，即在平衡位置上，振动方向向上，向上最大速度，即在平衡位置上，振动方向向上，而而b b质点的振动情况跟质点的振动情况跟质点相距质点相距 的质点振的质点振动情况相同，即处在波峰处，故选项动情况相同，即处在波峰处，故选项D D正确。正确。43设设ab之之，即，即b【解答】【解答】 （2因此时刻因此时刻质点的质点的x坐标为坐标为 ，即在，即在2m处，其处，其y坐标为坐标为0，即，

19、即b质质点点xb的坐标为的坐标为xB=x+5.5= 2+ 5.6=7.5m。因此时刻。因此时刻b质点在波峰处，故质点在波峰处，故yb=+Acm。所以选项。所以选项B正确。正确。（3由以上分析知选项由以上分析知选项A正确。正确。答案：（答案：（1D （2B （3A例例7 空间探测器从某一星球表面竖直升空，已知探测器质量空间探测器从某一星球表面竖直升空，已知探测器质量为为1500kg设为恒量），发动机推动力为恒力。探测器升空设为恒量），发动机推动力为恒力。探测器升空后发动机因故障突然关闭，如图后发动机因故障突然关闭，如图II-2-8是探测器从升空到落回是探测器从升空到落回星球表面的速度时间变化的图

20、线，则由图象可判断该探测器星球表面的速度时间变化的图线，则由图象可判断该探测器在星球表面达到的最大高度在星球表面达到的最大高度Hm=_m，发动机的推力，发动机的推力F=_N/sy/ms-1II-2-8【解答】【解答】 由图可知前由图可知前8s内探测器始终处于加速状态，其内探测器始终处于加速状态，其加速度为加速度为5m/s2,824s内物体向上做匀减速运动，内物体向上做匀减速运动，24s末速度为零，物体到最高点末速度为零，物体到最高点 设发动机推力为设发动机推力为F，所以有，所以有 为为该星球表面处的重力加速度，其值可由该星球表面处的重力加速度，其值可由824s内只内只

21、受重力作用求得：受重力作用求得：mHm480402421gmmgF,2/251640smgNmmgF11250515005 . 21500答案：答案：480m 11250N例例8 如图如图II-2-9中实线为一列简谐波在时刻中实线为一列简谐波在时刻t1的图象，虚线是它的图象，虚线是它在在t2=(t1+0.5)s时的图象。时的图象。（1求这列波可能的传播速度。求这列波可能的传播速度。 xs/m-10-8-6-4-20246810II-2-9例例8 （2若若3T(t2-t1)4T，如果图如果图II-2-9是这列波是这列波在甲介质中向右传播的图象，求它在甲介质中的波在甲介质中向右传播的图象，求它在甲

22、介质中的波速。速。如果图如果图II-2-9是这列波在乙介质中的向左传播是这列波在乙介质中的向左传播的图象，求它在乙介质中的传播速度。的图象，求它在乙介质中的传播速度。 （3如果这列波在丙介质中的传播速度为如果这列波在丙介质中的传播速度为v=74m/s,问这列波向哪个方向传播？问这列波向哪个方向传播？xs/m-10-8-6-4-20246810II-2-9【解答】【解答】 解题的关键是弄清波的图象的物理意义，并且知道经解题的关键是弄清波的图象的物理意义，并且知道经 时间波时间波的图象沿传播方向平衡一段距离的图象沿传播方向平衡一段距离 ，且波形具有重复性。（，且波形具有重复性。（1的的关键是注意到

23、波的传播的双向性，因此有两类解。又由于该图象可关键是注意到波的传播的双向性，因此有两类解。又由于该图象可以是对于不同周期的，因此每类解都具有多样性。由于以是对于不同周期的，因此每类解都具有多样性。由于2中已中已限定了条件，限定了条件， ，则波经，则波经 传播的距离传播的距离 一定满足一定满足 。（。（3中只要算出中只要算出 时间内波传播的距离时间内波传播的距离 ，由波传播的重复性即可判定，由波传播的重复性即可判定传播方向。传播方向。tsTtT43ts43sts（1） 由图由图II-2-9可读出可读出m8设波沿设波沿x正方向传播正方向传播3 , 2 , 1 , 0 )(383nmnns右)/(6

24、165 . 038smnnts右右向传播，从图可知：向传播，从图可知：3 , 2 , 1 , 0 )( 585nmnns左)/(10165 . 058smnnts左左上两式可合并成一个表达式上两式可合并成一个表达式)/( 616smn当当n=0，1，2，3时波向右传播。时波向右传播。当当n=-1，-2，-3时波向左传播。时波向左传播。 事实上，不论何种波，波速有一定范围，因此事实上，不论何种波，波速有一定范围，因此n的取值实际上是的取值实际上是有限的整数。有限的整数。则从图可知：则从图可知：设波沿设波沿x负方负方（2） 上述为通项公式，当上述为通项公式，当3T(t2-t1)i0，此时受到的安培

25、，此时受到的安培力大于力大于F，作减速运动，作减速运动，i逐渐变小；在逐渐变小；在2l 3l段随段随x减小，但在减小，但在x=3l 处处ii0；在；在x=3l处，导线框完全离开磁场，（留意：此题关键在经处，导线框完全离开磁场，（留意：此题关键在经2l处离处离开磁场时，速度比进入磁场时大，因而开磁场时，速度比进入磁场时大，因而ii0，F安安F拉，作减速运动，拉，作减速运动，速度逐渐变小。）速度逐渐变小。）0.5l 1l 1.5l 2l 2.5l 3l 3.5lOi0 xi1l2l3lOxiII-2-12II-2-13例例11 如图如图II-2-14甲所示，闭合导体线框甲所示，闭合导体线框abcd

26、从高处自由下落，落入一从高处自由下落，落入一个有界匀强磁场中，从个有界匀强磁场中，从bc边开始进入磁场到边开始进入磁场到ad边即将进入磁场的这段边即将进入磁场的这段时间里，在图时间里，在图II-2-14乙中表示线框运动过程中的感应电流乙中表示线框运动过程中的感应电流-时间图象时间图象的可能是（的可能是（ ）B甲甲abcdiotAiotBiotCiotD乙乙II-2-14【解答】【解答】 线圈下落过程中经历了两段不同过程，前一段为自由落体，线圈下落过程中经历了两段不同过程，前一段为自由落体， bc边进入磁场时的速度设为边进入磁场时的速度设为v0，后一段运动依，后一段运动依v0以及线圈重力的不同而以及线圈重力的不同而不同，逐一分析如下：不同，逐一分析如下： 线圈线圈bc边以速度边以速度v0进入磁