李國珍
中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2014)01-155-01
圖象問題是高考物理的熱點問題,如何解答圖象問題也就成了高中物理復習的重中之重,我認為把握好以下幾個要點就能夠很好處理圖象問題。
一、看清軸頭
看清坐標軸的物理量和物理量的單位很重要
例如 圖象 圖象如錯看了S、V就可能得到錯誤的結果,在 圖象中某點切線的斜率表示該時刻的瞬時速度,而在 圖中某點切線的斜率表示該時刻的瞬時加速度,一字之差就會得到兩個不同的結論
二、求斜率
在理解圖象斜率時要搞清斜率是某點切線的斜率還是該點和原點連線的斜率。
如在 圖象中某點切線的斜率表示該時刻的瞬時速度,而該點與原點連線的斜率則表示在某段時間的平均速度。
在 圖中某點切線的斜率表示該時刻的瞬時加速度,該點與原點連線的斜率則表示平均加速度。
在導體伏安特性曲線(非線性元件)中,某點與原點連線的斜率表示該點的電阻大小,而該點切線的斜率沒有物理意義。
在閉合電路的伏安特性曲線中斜率表示內電阻。
例1、如圖1所示,在足夠大的光滑平面上放有兩個質量相等的物體A和B,其中A物塊連接一個輕制彈簧并處于靜止狀態,B物塊以初速度 向A物塊運動。當物塊與彈簧作用時,兩物體在同一直線上運動。請識別B物塊與彈簧作用過程中兩物塊的 圖象正確的是( )
解析:根據物體的受力情況,彈簧先壓縮后伸展,彈力先增大,后減小,對應加速度也先增大后減小。從 圖上的斜率可以看出,加速度先增大后減小的答案只有D。
三、明確面積
如圖2,圖象問題中的圖線與坐標軸包圍的面積有時候表示兩物理量的乘積,有時候則不然。如果兩物理量是累積效果,上述面積表示兩物理量的乘積,如 圖象, 圖象、 圖象包圍面積分別表示功、位移、沖量。如果物理量之間僅為瞬時關系,則沒有上述關系,如電阻的伏安特性曲線(非線性元件 曲線),根據圖象的物理意義 ,U和I的乘積為矩形面積。
四、分析特殊點的物理意義
在圖象問題中往往應用特殊點為解決問題的突破口,因此,在解決圖象問題時一要找準特殊點,二是要將特殊點與物理意義相聯系才能快速解決問題。
例3、物體A、B、C靜止在水平面上,它們的質量分別是 、 、 、,得到三個物體的加速度a與其所受的拉力F的關系圖線如圖4所示,圖中A、B兩條直線平行,則下列所得關系式正確的是
A. B.
C. D.
解析 分析圖線與縱軸的交點,為拉力F為0時的加速度,此時 ,則交點 、 表示加速度,加速度與摩擦因數成的大小正比,得到 ,故選D。(質量關系分析見第五點坐標軸的平移)
五、找到解析式
圖象問題中的解析式是數形結合的紐帶,寫出解析式,即可確定圖象形狀,根據題目條件判斷正誤。也有個別圖象與物
理中的解析式不相符,如電阻(非線性)伏安特性曲線,這是因為此時 不是該圖象的解析式。
化的圖象如圖5所示,其中不可能的是( )
解析 根據題意,寫出各個圖象對應的物理量的解析式,其中 表示的圖形為拋物線,其它方程是直線方程,因此,此題答案為A。
六、做好坐標軸的平移
在物理圖象中有時應用坐標軸的平移處理問題,如閉合電路的伏安特性曲線求電動勢和內電阻,橫軸平移后,電動勢不變(如圖6),橫軸截距不再表示短路電流,但直線斜率不變(內電阻不變)。在例3中如果將縱坐標向右平移到 、 、 位置(如圖7),則三條直線方程為 ,直線斜率的倒數表示物體的質量,則有 ,可見坐標軸的平移會給解題帶來方便。
七、找到圖象交點的物理意義
在 圖象中交點表示兩物體相遇;在 圖象中交點表示速度相等;如果將閉合電路的伏安特性曲線和電阻的伏安特性曲線畫在同一個坐標系中(如圖8),則交點表示將電阻R接在該電源上對應的電壓和電流,同時可以求出內外功率。圖中陰影部分面積為輸出功率。
圖像問題是高中物理教學的重點,也是難點,一旦掌握其中的規律和技巧,問題便簡單了好多。