常見物理圖像的分析方法

近幾年的中考突出了利用物理圖像考查應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力和分析能力.初中物理圖像類型雖不復(fù)雜，但同學(xué)們對(duì)圖像的認(rèn)識(shí)卻是分散的、不完整的，需要通過專題訓(xùn)練，使同學(xué)們上升到相互關(guān)聯(lián)的、整體的認(rèn)知水平，從而搞好初中物理總復(fù)習(xí)．以下是常見物理圖像的分析方法，僅供同學(xué)們參考.

一、橫、縱坐標(biāo)軸

認(rèn)識(shí)圖像時(shí)，首先要從橫、縱坐標(biāo)軸開始，弄清兩個(gè)坐標(biāo)軸各代表什么物理量，以便了解物理圖像反映的是哪兩個(gè)物理量之間的相互變化關(guān)系．

例1如圖1所示是不同時(shí)刻測(cè)量一段（隨溫度發(fā)生均勻變化的）鎳鉻合金線的電阻值的Ｒ-ｔ測(cè)量圖像，與時(shí)刻ｔ1相比，時(shí)刻ｔ２的溫度較（填“低”或“高”）．

解析：從圖1中的圖線的走勢(shì)看，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，合金線的電阻越來越小.又因?yàn)閷?dǎo)體的電阻隨其溫度的降低而減小，所以時(shí)刻ｔ２的溫度比時(shí)刻ｔ1的溫度低．

二、斜率

圖像中某一點(diǎn)切線的斜率一般對(duì)應(yīng)著一個(gè)新的物理量，例如在物體的路程隨時(shí)間變化的ｓ-ｔ圖像中，斜率表示物體在該點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度ｖ；寫成一般式為：斜率＝縱坐標(biāo)物理量的增量／橫坐標(biāo)物理量的增量＝新的物理量的大?。?/p>

例2用圖像可以表示物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.則圖2甲、乙中表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)的是 段，表示物體處于靜止?fàn)顟B(tài)的是 段．

解析：圖2甲中的ＡＢ段的斜率（Δｓ／Δｔ）為一常數(shù)（等于速度ｖ），故ＡＢ段表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)；ＢＣ段平行于時(shí)間橫軸，也就是說物體運(yùn)動(dòng)的路程不隨時(shí)間發(fā)生變化，故其表示物體處于靜止?fàn)顟B(tài)；ＤＥ段的斜率（Δｖ／Δｔ）為另一常數(shù)（加速度ａ），故ＤＥ段表示物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；ＥＦ段平行于時(shí)間橫軸，物體的速度大小不隨時(shí)間發(fā)生變化，故其表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

三、圖像中的點(diǎn)與線

物理圖像中任意一個(gè)點(diǎn)往往對(duì)應(yīng)著一個(gè)物理狀態(tài)，圖像中的一段線往往表示一個(gè)物理過程.

例3用穩(wěn)定的熱源給一個(gè)物體均勻加熱，設(shè)物體吸收的熱量與加熱時(shí)間成正比，得到其溫度隨時(shí)間變化的曲線如圖3所示，那么它在固態(tài)時(shí)的比熱與液態(tài)時(shí)的比熱之比是（）.

Ａ.1∶2 Ｂ.2∶1Ｃ.1∶4 Ｄ.4∶1

解析：由圖3可知，圖線ＡＢ段表示物體在固態(tài)吸熱升溫的過程，加熱時(shí)間為2min，設(shè)其吸收的熱量為Ｑ，溫度變化為Δｔ１＝40℃；圖線CD段表示物體在液態(tài)吸熱升溫的過程，加熱時(shí)間為4min，吸收的熱量應(yīng)為2Ｑ，溫度變化Δｔ２＝20℃．物體在發(fā)生狀態(tài)變化時(shí)，其質(zhì)量不變，設(shè)為ｍ，根據(jù)比熱公式ｃ＝，得=（）（）=×=.

所以正確答案為選項(xiàng)Ｃ．

四、圖像中的截距

截距是指圖線與兩個(gè)坐標(biāo)軸的交點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)值，該數(shù)值具有一定的物理意義．

例4在測(cè)定液體密度的實(shí)驗(yàn)中，液體的體積（Ｖ）和液體與容器的總質(zhì)量（ｍ總）可分別由量筒和天平測(cè)得.某學(xué)生通過改變液體的體積并測(cè)得相應(yīng)的總質(zhì)量而畫出了有關(guān)ｍ總－Ｖ的圖像．在圖4中能正確反映液體和容器的總質(zhì)量跟液體的體積關(guān)系的是（）.

解析：根據(jù)題意，ｍ總＝ｍ器+ｍ液＝ｍ器+ρ液Ｖ液，其中ｍ器和ρ液都為常量.很顯然，當(dāng)Ｖ液＝0時(shí)，ｍ總＝ｍ器≠0，所以Ａ和Ｃ是錯(cuò)誤的；當(dāng)Ｖ液不為零時(shí)，ｍ總隨著Ｖ液的增大而增大，也就是說ｍ總－Ｖ的圖線是直線上升的，而不是直線下降的，所以Ｄ也不正確．正確答案為Ｂ.