物理图像专题课件.ppt

1、1物理图像专题物理图像专题高三物理组高三物理组 2009.4.32考情解读考情解读年份年份 卷别卷别 题号题号考点考点题型题型20082008山东山东1717运动学图像运动学图像选择选择广东广东1010运动学图像运动学图像选择选择海南海南8 8运动学图像运动学图像选择选择宁夏宁夏1717运动学图像运动学图像选择选择20072007山东山东1717交变电流图像交变电流图像选择选择广东广东6 6带电粒子在交变电场中速度时间图像带电粒子在交变电场中速度时间图像选择选择广东广东1818电磁感应中图像问题电磁感应中图像问题计算计算海南海南8 8运动学图像运动学图像选择选择宁夏宁夏1616运动学图像运动学

2、图像选择选择3中学物理中重要的图象中学物理中重要的图象x-tx-t图、图、v-tv-t图、振动图象图、振动图象x-tx-t图以及波动图象图以及波动图象y-xy-x图等图等。甲t1t3乙x0(C)t0 x(D)t0V甲t1t3乙V0t/sy/cm5-50.20.40y/cm5-50.20.40 x/m运动学中的图象：运动学中的图象：420092009考纲解读考纲解读模块模块内容内容要求要求考纲中能力考纲中能力要求要求物理物理1 1匀变速直线运动匀变速直线运动图像图像 必要时能必要时能 运用结合运用结合图形、函数图形、函数图像进行表图像进行表达分析达分析选修选修3-23-2 交变电流图像交变电流图

3、像选修选修3-43-4 简谐运动图像简谐运动图像横波的图像横波的图像其它其它实验中涉及图像实验中涉及图像题中涉及图像题中涉及图像5电磁学中电磁学中图象：图象：探究牛顿第二定律时探究牛顿第二定律时a-Fa-F图象、图象、a-ma-m图象；用图象；用“伏安法伏安法 ” ”测测电阻电阻I-UI-U图象；测电源电动势和内电阻图象；测电源电动势和内电阻U-IU-I图；用单摆测重力图；用单摆测重力加速度加速度T T2 2-L-L图等。图等。U/VI/A8405 10U/VI/A8405 10U/VI/A8645 100am8405 10aF8405 10T2/s20 1 2 3 4L/m1284交变电流交

4、变电流e-te-t、u-tu-t、i-ti-t图图象象等；等；电磁振荡电磁振荡i-ti-t、q-tq-t图图象象等等实验中的图象：实验中的图象：6在各类习题中出现的图象：在各类习题中出现的图象：如力学中的如力学中的F-tF-t图象、电学中的图象、电学中的P-RP-R图图象、电磁感应中的象、电磁感应中的-t-t图象、图象、E-tE-t图图象、象、B-tB-t图象等。图象等。7图像应用所涉及的问题类型：图像应用所涉及的问题类型：作图作图识图识图用图用图8第一节：识图第一节：识图9回忆回忆xt、Vt图象表示的物理意义图象表示的物理意义是什么？是什么？回忆：看到图象后回忆：看到图象后应该怎样读图应该怎

5、样读图? ?t t3 3乙乙x0甲甲t t1 1t t0 x（1）t t3 3乙乙v0甲甲t t1 1t t0v（2）10一、识图要点总结一、识图要点总结:一定要理解、牢记图像的一定要理解、牢记图像的轴轴线线点点斜率斜率截距截距面积面积的的物理意义物理意义。11 1 1、轴、轴 弄清坐标轴表示的物理量及单位。弄清坐标轴表示的物理量及单位。注注意坐标原点是否从零开始意坐标原点是否从零开始 ；注意纵轴物；注意纵轴物理量为矢量情况，则横轴以上表示此物理理量为矢量情况，则横轴以上表示此物理量为正，横轴以下表示物理量为负。量为正，横轴以下表示物理量为负。V?0tovV?0 xtox?0 x?0运动方向？

6、运动方向？位置位置?122 2、点、线、点、线 图象上的图象上的点点表示运动过程中表示运动过程中某一瞬时状某一瞬时状态态，每一点都对应着两个量，沿图象上各点，每一点都对应着两个量，沿图象上各点移动，反映一个量随另一个量变化的函数关移动，反映一个量随另一个量变化的函数关系系 ；图象上的；图象上的线段线段表示运动过程表示运动过程某一过程某一过程，应与一个代数方程相对应。应与一个代数方程相对应。-5ot /Sv/ms-112 3 45135-1-3几个过程？几个过程？13 注意识别：注意识别：(1)(1)线的形状线的形状 观察图像是直线、曲线，还是折线等，观察图像是直线、曲线，还是折线等，利于分析图

7、线所反映物理量之间的关系。利于分析图线所反映物理量之间的关系。（2 2）交点）交点 同一坐标系两条图线的交点，同一坐标系两条图线的交点，V Vt t图象表图象表示在交点对应时刻速度相等，示在交点对应时刻速度相等，X Xt t图象表示图象表示在空间居同一位置。在空间居同一位置。（3 3）拐点）拐点 图线的拐点具有的特定意义，它是两种图线的拐点具有的特定意义，它是两种不同变化情况的交界，即物理量变化的突变不同变化情况的交界，即物理量变化的突变点。点。143 3、斜率、斜率 图线上某点的斜率表示两物理量增量图线上某点的斜率表示两物理量增量的比值，的比值，反映该点处一个量随另一个量变反映该点处一个量随

8、另一个量变化的快慢。化的快慢。xtok?k?k?tovk?加速？减速？加速？减速？运动方向？运动方向？154 4、面积、面积 图线与横轴所围的图线与横轴所围的面积面积常代表一个物理常代表一个物理量。量。V Vt t图线与横轴所围的面积表示位移，图线与横轴所围的面积表示位移，横轴以上、以下面积分别表示正位移、负位横轴以上、以下面积分别表示正位移、负位移。移。F-tF-t图象中的图象中的“面积面积”表示冲量。表示冲量。F-sF-s图图象中的象中的“面积面积”大小表示功的大小表示功的“大小大小”。i-i-t t图象中的图象中的“面积面积”表示电荷量表示电荷量q q的的“多少多少”。vott1t2oF

9、SS S0 0i i0 0t t正正负负F F0 0t tt t1 1t t2 2正正负负wq qq q165 5、截距、截距 截距是图线与两坐标轴的交点所代截距是图线与两坐标轴的交点所代表的坐标数值，该数值具有一定的物表的坐标数值，该数值具有一定的物理意义理意义. x-t、v-t图象图象纵截距表示初始纵截距表示初始量，横截距表示变化的时刻。量，横截距表示变化的时刻。x0t? ?v/msv/ms-1-10t/s? ?2 2电动势电动势E短路电流短路电流（条件）（条件）OUI？初速度初速度初位置初位置176 6、注意：、注意：V Vt t、X Xt t图象不表示图象不表示物体的运动轨迹，只用来描

10、述运物体的运动轨迹，只用来描述运动的规律动的规律; ;图形相似、容易混淆的图形相似、容易混淆的图象要注意区分图象要注意区分. .18二、识图二、识图 就是识别就是识别坐标轴坐标轴所代表的所代表的物理量物理量及它们的及它们的 “ “函数关系函数关系”（图象反映（图象反映出的物理规律），出的物理规律），明确明确图象中的图象中的点点（起点、交点、拐点、终点）、（起点、交点、拐点、终点）、线线（直、曲）、（直、曲）、峰值、截距、斜率、面峰值、截距、斜率、面积、正负号积、正负号等的等的物理意义物理意义，找出找出图象图象给我们提供的给我们提供的有用信息，并能还原出有用信息，并能还原出物体的运动过程物体的运

11、动过程。19例例1 1：识别下列识别下列x xt t图象与图象与V Vt t图象图象, ,判断物体的运判断物体的运动情况动情况负向匀速负向匀速正向匀速正向匀速t t3 3乙乙x0甲甲t t1 1(A)t t0 x(B)v0t t3 3乙乙甲甲t t1 1t t0v正向匀减正向匀减正向匀加正向匀加负向匀速负向匀速p pt t2 2相遇相遇p pt t2 2速度相等速度相等x xt0(C)t1x x0 0V Vt0(D)t1V V0 0正向匀减正向匀减负向匀加负向匀加20例例2 （08广东）某人骑自行车在平直道路上行进，图中的实广东）某人骑自行车在平直道路上行进，图中的实线记录了自行车线记录了自行

12、车 开始一段时间内的开始一段时间内的v-t图象。某同学为了简化图象。某同学为了简化计算，用虚线作近似处理，下列说法确的是（计算，用虚线作近似处理，下列说法确的是（ ）A在在t1时刻，虚线反映的加速度比实际的大时刻，虚线反映的加速度比实际的大B在在0-t1时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大C在在t1-t2时间内，由虚线计算出的位移比实际的大时间内，由虚线计算出的位移比实际的大D在在t3-t4时间内，虚线反映的是匀速运动时间内，虚线反映的是匀速运动vot1t2t3t4tBD2122 、物体在与其初速度始终共线的合外力物体在与其初速度始终共线的合外力F的

13、作用的作用下运动取下运动取v0方向为正时，合外力方向为正时，合外力F随时间随时间t的变化情况的变化情况如图所示，则在如图所示，则在0t2这段时间内这段时间内( )A.物体的加速度先减小后增大，速度也是先减小后增大物体的加速度先减小后增大，速度也是先减小后增大B.物体的加速度先增大后减小，速度也是先增大后减小物体的加速度先增大后减小，速度也是先增大后减小C.物体的加速度先减小后增大，速度一直在增大物体的加速度先减小后增大，速度一直在增大D.物体的加速度先减小后增大，速度一直在减小物体的加速度先减小后增大，速度一直在减小。C F1t1t2t0Fv023例例3.3.一个质点做简谐运动的图象如下图所示

14、，下一个质点做简谐运动的图象如下图所示，下述正确的是（述正确的是（ ）A.A.质点振动频率为质点振动频率为4Hz4HzB.B.在在10s10s内质点经过的路程是内质点经过的路程是20cm20cmC.C.在在5s5s末，质点速度为零，加速度最大末，质点速度为零，加速度最大D.D.在在t=1.5st=1.5s和和t=4.5st=4.5s两时刻质点位移大小相等两时刻质点位移大小相等BCDBCD24练习练习如图所示为同一地点如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是象，下列说法中正确的是（ ）A.A.甲、乙两单摆的摆长相甲、乙两单摆的摆长相等等 B.B.甲摆的

15、振幅比乙摆大甲摆的振幅比乙摆大C.C.甲摆的机械能比乙摆大甲摆的机械能比乙摆大 D.D.在在t=0.5 st=0.5 s时有正向最大时有正向最大加速度的是乙摆加速度的是乙摆ABDABD25例例4.4. 下图为两个不同闭合电路中两个不同电源的下图为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图像，下列判断正确的是图像，下列判断正确的是 ( ) A电动势电动势E1E2，发生短路时的电流，发生短路时的电流 I1 I2B 电动势电动势E1=E2，内阻，内阻 r1r2C电动势电动势E1E2，内阻，内阻 r1 r2D当两电源的工作电流变化量相同时，电源当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路的路 端电压变化大

16、端电压变化大A D21OUI26练习练习. .用伏安法测一节干电池的电动势和内电阻，用伏安法测一节干电池的电动势和内电阻，伏安图象如图所示，则：伏安图象如图所示，则：1.1.干电池的电动势和内电阻各多大？干电池的电动势和内电阻各多大？2.2.图线上图线上a a点对应的外电路电阻是多大？点对应的外电路电阻是多大？3.3.图线上图线上b b点对应的输出功率是多大？点对应的输出功率是多大？abI/AU/V7.552.500.51.51.04 4、电源的最大输出功率？、电源的最大输出功率？27四、识图小结：四、识图小结：(1)(1)读图时要善于抓住识图要点。要理解物理图象读图时要善于抓住识图要点。要理

17、解物理图象的坐标轴、截距、斜率、面积以及图像形状、拐的坐标轴、截距、斜率、面积以及图像形状、拐点、交点、平行、重合等的物理意义。点、交点、平行、重合等的物理意义。（2 2）要达到熟练从图象中获取有效信息，把握物）要达到熟练从图象中获取有效信息，把握物理量间的依赖关系，理量间的依赖关系，挖掘出隐含的解题条件挖掘出隐含的解题条件。（3 3）要达到从识别图象入手，找准各段图线对应）要达到从识别图象入手，找准各段图线对应的物理过程并能展现物理情境的能力。的物理过程并能展现物理情境的能力。28三、用图：三、用图： “用图用图”就是就是运用图象分析和解决问题运用图象分析和解决问题. 即即利利用图象用图象中

18、中点点（起点、交点、拐点、终点）、（起点、交点、拐点、终点）、线线（直、曲）、（直、曲）、峰值、截距、斜率、面积、正负号峰值、截距、斜率、面积、正负号等等的的物理意义物理意义来来定性分析、定量计算或理解物理定性分析、定量计算或理解物理规律规律. （一）从图像获取信息解决问题（一）从图像获取信息解决问题29例例1 1(08(08天津天津) )一个静止的质点，在一个静止的质点，在0 04s4s时间内受到时间内受到力力 的作用的作用, ,力的方向始终在同一直线上力的方向始终在同一直线上, ,力力F F随时间随时间t t的变化如图所示，则质点在的变化如图所示，则质点在( )( )A.A.第第2s2s末

19、速度改变方向末速度改变方向B.B.第第2s2s末位移改变方向末位移改变方向C.C.第第4s4s末回到原出发点末回到原出发点D.D.第第4s4s末运动速度为零末运动速度为零D30（0808宁夏）一滑块在水平地面上沿直线滑行，宁夏）一滑块在水平地面上沿直线滑行，t t=0=0时时其速度为其速度为1 m/s1 m/s。从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平。从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平作用力作用力F F，力，力F F和滑块的速度和滑块的速度v v随时间的变化规律分别如图随时间的变化规律分别如图a a和图和图b b所示。设在第所示。设在第1 1秒内、第秒内、第2 2秒内、第秒内、第3 3秒内力秒

20、内力F F对滑块做对滑块做的功分别为的功分别为( )( )A.A.B.B.C.C.D.D.123WWW123WWW132WWW123WWWB31练习练习2 2（0404年全国年全国 ）放在水平地面上的一物块，受到方向）放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力不变的水平推力F F的作用，的作用，F F的大小与时间的大小与时间t t的关系和物的关系和物块速度块速度v v与时间与时间t t 的关系如图所示。取重力加速度的关系如图所示。取重力加速度g g10m/s10m/s2 2。由此两图线可以求得物块的质量。由此两图线可以求得物块的质量m m和物块与地和物块与地面之间的动摩擦因数面之间的动摩擦

21、因数分别为分别为( )( ) A Am m0.5kg0.5kg，0.4 B0.4 Bm m1.5kg1.5kg， C Cm m0.5kg0.5kg，0.2 D0.2 Dm m1kg1kg，0.20.21522130246810FNts202468104tsvm/sA32（二）利用图象简化解题过程，巧妙解决运用解（二）利用图象简化解题过程，巧妙解决运用解析法可能复杂或无法解决的问题。析法可能复杂或无法解决的问题。33例例2.如图所示，两光滑如图所示，两光滑斜面的总长度相等斜面的总长度相等, ,高高度也相等，两球由静止度也相等，两球由静止从顶端下滑，若球在图从顶端下滑，若球在图上转折点无能量损失，

22、上转折点无能量损失，则有（则有（ ）A.A.同时落地同时落地 B.bB.b球先落地球先落地 C.C.两球落地时速率相等两球落地时速率相等 D.aD.a球先落地球先落地BCBC abv0tabtatb34练习练习一质点沿直线一质点沿直线从从A向向B B运动，先以加速度运动，先以加速度a1a1加速运动到加速运动到ABAB之间一点之间一点C C，又以加速度，又以加速度a2a2继续匀加速运动到继续匀加速运动到B B；若该质点；若该质点反向从反向从B B开始以加速度开始以加速度a2(a1a2)a2(a1a2)运动到运动到C C，又以加速度，又以加速度a1a1继继续匀加速运动到续匀加速运动到A A，则两次

23、运动的过程中，则两次运动的过程中( )( ) A. A.由于相同的路段加速度相同，由于相同的路段加速度相同，所以两次运动的时间相同所以两次运动的时间相同 B.B.由于相同的路段加速度相同，由于相同的路段加速度相同，所以两次的平均速度大小相同所以两次的平均速度大小相同 C.C.虽然相同的路段加速度相同，虽然相同的路段加速度相同，但先后加速的加速度顺序不同，但先后加速的加速度顺序不同，所用时间肯定不同所用时间肯定不同 D.D.由于相同的路段加速度相同，由于相同的路段加速度相同，它们的位移大小相同，所以两它们的位移大小相同，所以两次的末速度大小相同次的末速度大小相同CDCDCABa1a2VCABa1

24、a2VBCAt1t2ACBOtvv035（三）转换图像解决问题（三）转换图像解决问题将将从不同角度从不同角度描绘同一物理现象所进行的图形转换描绘同一物理现象所进行的图形转换. . 例题例题.A A、B B为一列简谐横波在传播方向上相距为一列简谐横波在传播方向上相距6m6m的两个质点，图甲和乙分别为其振动图象，的两个质点，图甲和乙分别为其振动图象，如果波长大于如果波长大于3m3m而小于而小于6m. 6m. （1 1）求波的传播速度；）求波的传播速度；（2 2）画出）画出t = 0.1st = 0.1s时的波形图时的波形图. . y/cmt/s5-50.20.40图乙y/cmt/s5-50.20.

25、40图甲36课堂小结课堂小结 通过本节课的学习，我们需掌握以下两点：通过本节课的学习，我们需掌握以下两点：（1）读图：即从给出的图象中读出有用的信息，）读图：即从给出的图象中读出有用的信息，（2）用图：利用特定的图象如）用图：利用特定的图象如Ft、Vt、Xt图象等方便、快捷地解题；图象等方便、快捷地解题；（3）作图：通过作辅助图帮助理清物理线索来）作图：通过作辅助图帮助理清物理线索来解题。解题。 这三点对思维的能力要求层层提高。这类这三点对思维的能力要求层层提高。这类试题不仅能考查我们对知识的掌握程度，而且试题不仅能考查我们对知识的掌握程度，而且还能考查我们从材料、信息中获取有用信息的还能考查

26、我们从材料、信息中获取有用信息的能力，因此备受命题专家的青睐。能力，因此备受命题专家的青睐。37作业作业：38练习练习2:如图为一轻质弹簧的长度如图为一轻质弹簧的长度L和弹力和弹力f 大小大小的关系的关系,试由图线确定：试由图线确定：(1)弹簧的原长弹簧的原长.(2)弹簧的劲度系数弹簧的劲度系数. (3)弹簧伸长弹簧伸长2.5cm时时,弹力的大小弹力的大小. 答答: 10cm; 200牛牛/米米;5牛牛返回返回39 B.B.该物体做非匀变速直线运动该物体做非匀变速直线运动 BCtv0v0vtt140 如图示，一对平行光滑轨道放置在如图示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距水平面上，两轨

27、道间距 l=0.20m，电阻，电阻R=1.0，有一，有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.50T 的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下，的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下，现用一外力现用一外力F 沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力测得力F与时间与时间t 的关系如图示，求杆的质量的关系如图示，求杆的质量m 和加速和加速度度a . F/Nt/s43210 15 30BR F2001年高考年高考/2041解：解

28、：导体杆在轨道上做匀加速运动，则有导体杆在轨道上做匀加速运动，则有v=at杆切割磁感应线，产生感应电动势杆切割磁感应线，产生感应电动势 E=BLv回路中产生感应电流回路中产生感应电流 I=E/R=BLv/R杆受到安培力为杆受到安培力为 f = BIL=B2 L2v/RFfvB根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律 F - f =ma联立解以上各式联立解以上各式 得得 F=ma+ B2 L2at / R由图线上取两点：由图线上取两点： t=0 F=1N t=30s F=4N代入上式代入上式 ma=1 4=ma+0.0130a解得解得a=10m/s2 m=0.1kgF/Nt/s315300124返回返回

29、42 转换转换 起重机提起重物时，重物运动的起重机提起重物时，重物运动的v-t 图线如图图线如图示，请定性作出起重机的输入功率随时间变化的图象示，请定性作出起重机的输入功率随时间变化的图象。0vt t1 t2 t3v解解：0t1内内 F1=m(g+a1) P1= F1 v1 = F1 a1t t=t 1 P1= F1 a1t1 mg vt1t2内内 F2=mg P2= F2 v = mgvt2t3内内 F3=m(g-a2) P3= F3 v3 =m (g-a2)(v- a2t)t=t2 P2 = mgv m (g-a2)v画出图象如图示画出图象如图示0Pt t1 t2 t3mg v返回返回43

30、练习练习3 3(08(08四川）一物体沿固定斜面从静止开始向下运四川）一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间动，经过时间t t0 0滑至斜面底端。已知在物体运动过程滑至斜面底端。已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定。若用中物体所受的摩擦力恒定。若用F F、v v、s s和和E E分别表示分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则下列图象中可能正确的是（下列图象中可能正确的是（ ）FOtt0AsOtt0CvOtt0BEOtt0DAD44物理图像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.图像在中学物理中应用广泛，是分析物理问题的有效手段之一. 45试一试：试一试：甲图为一正方形闭合线圈由静止自由下落甲图为一正方形闭合线圈由静止自由下落,顺利穿过磁场。乙图为线圈由开始下落到顺利穿过磁场。乙图为线圈由开始下落到完全穿过磁场区域的完全穿过磁场区域的v-t图像。图像。请识别请识别v-tv-t图图像展现出线圈运动过程。像展现出线圈运动过程。( (aLaL) )aaABCDMNM/N/L甲甲vto ot1t2t3t4v1v2v3乙乙