體驗(yàn)物理圖象問題中的“找不同”

甘云峰

摘 要 圖象問題一直以來都是高中物理的學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)，解決這類問題的關(guān)鍵要理解圖像的物理意義，靈活運(yùn)用物理知識(shí)，準(zhǔn)確判斷區(qū)別點(diǎn)。

關(guān)鍵詞 物理 圖象問題

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

【例1】：（2014·高考全國卷Ⅱ）甲、乙兩汽車在一平直公路上同向行駛。在t=0到t=t1的時(shí)間內(nèi)，它們的v - t圖象如圖所示.在這段時(shí)間內(nèi)（ ）

A.汽車甲的平均速度比乙的大

B.汽車乙的平均速度等于

C.甲、乙兩汽車的位移相同

D.汽車甲的加速度大小逐漸減小，汽車乙的加速度大小逐漸增大

首先是對(duì)圖像的準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)，我們從以下四點(diǎn)進(jìn)行：

（1）坐標(biāo)軸及單位（橫坐標(biāo)軸縱坐標(biāo)軸代表的物理量及單位，注意有時(shí)單位比較特殊，比如有時(shí)帶有科學(xué)計(jì)數(shù)法）。（2）起步（觀察坐標(biāo)軸數(shù)據(jù)是否從零開始）。（3）特征（直線曲線，斜率，截距，交點(diǎn)，面積等）。（4）物理意義（解得的是數(shù)學(xué)結(jié)果，必須有實(shí)際意義）。

分析：v-t圖象中圖線與橫軸圍成的面積代表物體運(yùn)動(dòng)位移的大小，可知甲的位移大于乙的位移，而時(shí)間相同，故甲的平均速度比乙的平均速度大，A正確，C錯(cuò)誤；做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體的平均速度可以用來表示（教師分析時(shí)應(yīng)畫出直線進(jìn)行說明），乙的運(yùn)動(dòng)不是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，所以B錯(cuò)誤；圖象斜率的絕對(duì)值代表加速度的大小，則甲、乙兩汽車的加速度均減小，D錯(cuò)誤，所以正確答案為A。

依據(jù)物理過程中不同的物理特征選擇圖象舉例：

【例2】：一個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的v-t圖線如圖所示，則相對(duì)應(yīng)的x-t圖線如圖中正確的是（ ）

解析：根據(jù)vt圖像可知，物體先沿正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，后靜止，再沿負(fù)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則最終回到出發(fā)點(diǎn)（圖線與時(shí)間軸圍成的面積代表發(fā)生的位移，注意正負(fù)），即對(duì)應(yīng)的xt圖像為B，選項(xiàng)B正確。另解：位移時(shí)間圖像的斜率代表速度，既第一段時(shí)間內(nèi)斜率為正值（銳角），第二段時(shí)間內(nèi)斜率為零（平行），第三段時(shí)間內(nèi)斜率為負(fù)值（鈍角）。

針對(duì)訓(xùn)練：小球從一定高度處由靜止下落，與地面碰撞后回到原高度再次下落，重復(fù)上述運(yùn)動(dòng).取小球的落地點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，豎直向上為正方向，下列速度v和位置x的關(guān)系圖像中，能描述該過程的是（ ）

解析：小球在下落的過程中速度方向向下，與正方向相反，為負(fù)值，故選項(xiàng)C，D錯(cuò)誤；小球的運(yùn)動(dòng)為勻變速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)v2- v02=2ax可知，v與x為非線性關(guān)系，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤。

反思總結(jié)： 圖象轉(zhuǎn)換問題的“三個(gè)”關(guān)鍵點(diǎn)：

（1）注意合理劃分運(yùn)動(dòng)階段，分階段進(jìn)行圖象轉(zhuǎn)換。（2）注意相鄰運(yùn)動(dòng)階段的銜接，尤其是運(yùn)動(dòng)參量的銜接。（3）注意圖象轉(zhuǎn)換前后核心物理量間的定量關(guān)系，這是圖象轉(zhuǎn)換的依據(jù)。

綜上所述，從準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)物理圖象出發(fā)，深刻理解圖象的物理意義， 才能靈活快速地得出各種圖象對(duì)應(yīng)的物理過程，從而有針對(duì)性地靈活解決圖象問題。