高三物理第二轮专题复习 专题六物理图象及其应用教案 人教版Word格式.docx
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A.“点”的意义:
图象上的任一点表示这时物体的速度。
B.“线”的意义:
任一段线段表示在一段时间内物体速度的变化量。
C.“斜率”的意义:
“斜率”表示物体的加速度。
D.“面积”的意义:
图象围成的“面积”表示物体在一段时间内发生的位移。
E.“截距”的意义:
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。
3.应用图象解题的意义
(1)用图象解题可使解题过程简化,思路更清晰
图象法解题不仅思路清晰,而且在很多情况下可使解题过程得到简化,比解析法更巧妙、更灵活。
在有些情况下运用解析法可能无能为力,但是图象法则会使你豁然开朗。
(2)利用图象描述物理过程更直观
物理过程可以用文字表述,也可用数学式表达,还可以用物理图象描述。
而从物理图象上可以更直观地观察出整个物理过程的动态特征。
诚然,不是所有过程都可以用物理图象进行描述的,但如果能够用物理图象描述,一般说来总是会更直观且容易理解。
利用图象描述物理过程一般包括两个方面:
A.将物理过程表述为物理图象;
B.从物理图象上分析物理过程;
C.物理图象可以使抽象的概念直观形象,动态变化过程清晰,物理量之间的函数关系明确。
图象法在物理解题中的应用很广。
二、经典例题剖析
1.如图所示,光滑轨道MO和ON底端对接且=2,M、N两点高度相同。
小球自M点由静止自由滚下,忽略小球经过O点时的机械能损失,以v、s、a、Ek分别表示小球的速度、位移、加速度和动能四个物理量的大小。
下列四象中能正确反映小球自M点到N点运动过程的是【】
解析:
首先弄清楚物体在om段和on段的运动特征,om段匀加速,on段匀减速,得出各个物理量之间的关系,然后根据关系式结合数学知识画出图形。
答案:
A
点评:
理解物理过程的同时,多注意数形的结合,注意倾角不同的意义。
2.如图所示为A、B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【】
A.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
C.t2秒末两质点相遇
D.0~t2秒时间内B质点一直领先A
v-t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B对A错、C错。
0~t2时间内B物体的位移比A物体的位移大,但因不明确A、B的起始位置,故无法说明B一直领先A。
选B正确。
看图时要理解横纵轴截距、面积、点、线等的物理意义,恰当的应用可以减少复杂的计算。
3.质量为m的物体放在一水平放置的粗糙木板上,缓慢抬起木板的一端,在如下图所示的几个图线中,哪一个最能表示物体的加速度与木板倾θ角的关系【】
物体放在木板上,当斜面斜角为θ时,有方程mgsinθ>ɑmgcosθ时,物体才开始下滑,当θ角小于此值时,物体在斜面上静止,加速度a=0,当θ角大于此值时,物体开始加速下可见a与θ的关系为非线性关系。
所以D正确。
解答关键在于判断物体运动的条件及何时产生加速度。
4.如图所示,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【】
A.从t=0开始,3s内作用在物体上的冲量为零
B.前4s内物体的位移为零
C.第4s末物体的速度为零
D.前3s内外力对物体做的功的和为零
从t=0时开始,物体首先在10N的力的作用下开始运动,在第1秒内,物体受到的冲量为F·
t=10×
1=10N·
S。
第2、3秒内,物体受到反方向的冲量,大小为Ft=5×
2=10N·
所以,物体在前3s内所受外力的冲量为零。
物体在第1s末的速度最大,第3s末的速度为零,第4s开始返回,但前4s内位移不可能为零,B错、C错。
因第3s末物体速度为零,0时刻物体处于静止状态,所以,可知前3s内物体动能增量为零,根据动能定理,得前3s内外力对物体做功和为零。
A、D
先根据图形把物体受力的具体情况搞清楚,分时段把物体受力求出来,在求物体的运动情况。
5.甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向作直线运动,t=0时刻同时经过公路旁的同一个路标。
在描述两车运动的v-t图中(如图),直线a、b分别描述了甲乙两车在0-20s的运动情况。
关于两车之间的位置关系,下列说法正确的是【】
A.在0-10s内两车逐渐靠近
B.在10-20s内两车逐渐远离
C.在5-15s内两车的位移相等
D.在t=10s时两车在公路上相遇
由图可以知道甲车匀速,乙车匀减速,位移相等及“面积”要相等,相遇及位移要相等。
在10秒时,速度相等,在甲追乙中距离最远。
C
图形中可以得出两物体的初速度及运动特征,再结合一维图形可以得出速度关系所对应的位移关系
6.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示。
由图可知下列说法中正确的是【】
A.该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin(25t)V
B.该交流电的频率为25Hz
C.该交流电的电压的有效值为100V
D.若将该交流电压加在阻值R=100Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率时50W
由图形中可以得出u的最大值100伏,周期T是4秒,因为T等于f的倒数,因而可以求出f。
有效值等于最大值除以。
BD
此题的关键在于从图上读出它含有的物理信息
7.平行板间加如图(a)所示周期变化的电压,重力不计的带电粒子静止在平行板中央,从t=0时刻开始将其释放,运动过程无碰板情况。
下列四图中,能定性描述粒子运动的速度图象正确的是【】
ABCD
先结合u-t图在平行板间加上相对应的电压,得出相应电场,判断带电粒子的受力情况,在0-T/2的时间内,它向某一极板匀加速,在T/2-T内,带电粒子并不反向,而是向开始方向匀减速,有对称性,在T时,v=0,然后又继续向前加速,方向一直不变。
先结合u-t图在平行板间加上相对应的电压,得出相应电场,判断带电粒子的受力情况,从而得出它的运动状态
8.如图是一列简谐横波在某时刻的波形图,已知图中b位置的质点起振比a位置的质点晚0.5s,b和c之间的距离是5m,则此列波的波长和频率应分别为【】
A.5m,1Hz
B.10m,2Hz
C.5m,2Hz
D.10m,1Hz
从图上可知道,因为b比a晚,所以波沿x的正方向,而ab相差T/2,所以T是1秒,bc是两相邻的波谷,所以相差一个波长。
先区分是波动还是振动图象,然后在从图象上找出相应的物理量。
三、方法总结与xx年高考预测
(一)方法总结
1.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
(2)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
2.运用图像解答物理问题的重要步骤
(1)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。
(2)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。
(3)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,再结合相应的数学工具(即方程)求出相应的物理量。
(二)xx年高考预测
xx年高考在突出考查考生基础知识、基本理论、基本技能的同时,更加注重考查考生综合运用所学知识解决实际问题的能力。
试题以能力测试为主导,重视科学素养的考查,注重理论联系实际。
1.图象的物理意义,能借助图象信息分析解决问题。
2.注重能力考查的高考物理试题,往往出现图象的理解及其应用,尤其是选择题中常常出现。
3.数和形的巧妙结合依然是高考的热点和解题的一种好方法。
四、强化训练
(一)选择题
1.一单摆做小角度摆动,其振动图象如图,以下说法正确的是【】
A.t1时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最小
B.t2时刻摆球速度为零,悬线对它的拉力最小
C.t3时刻摆球速度为零,悬线对它的拉力最大
D.t4时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最大
2.在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图1所示,当磁场的磁感应强度B随时间t如图2变化时,下图中正确表示线圈中感应电动势E变化的是【】
ABCD
3.右图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形。
当R点在t=0时的振动状态传到S点时,PR范围内(含P、R)有一些质点正在向y轴负方向运动,这些质点的x坐标取值范围是【】
A.2cm≤x≤4cm
B.2cm<x<4cm
C.2cm≤x<4cm
D.2cm<x≤4cm
4.一列简诸横波沿x轴负方向传播,波速v=4m/s,已知坐标原点(x=0)处质点的振动图象如图a所示,在下列四幅图中能够正确表示t=0.15s时波形的是【】
5.如图所示,LOO′L′为一折线,它所形成的两个角∠LOO′和∠OO′L′均为45°
。
折线的右边有一匀强磁场,其方向垂直于纸面向里。
一边长为L的正方形导线框沿垂直于OO′的方向以速度v作匀速直线运动,在t=0的刻恰好位于图中所示位置。
以逆时针方向为导线框中电流的正方向,在下面四幅图中能够正确表示电流--时间(I-t)关系的是(时间以I/v为单位)
【】
6.如图所示,在倾角为30°
的足够长的斜面上有一质量为的物体,它受到沿斜面方向的力F的作用。
力F可按图(a)、(b)、(c)、(d)所示的两种方式随时间变化(图中纵坐标是F与mg的比值,为沿斜面向上为正)
已知此物体在t=0时速度为零,若用V1、V2、V3、分别表示上述四种受力情况下物体在3秒末的速率,则这四个速率中最大的是【】
A.V1B.V2
C.V3D.V4
7.一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子,图1所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动。
匀速转动把手时,曲杆给弹簧振子以驱动力,使振子做受迫振动。
把手匀速转动的周期就是驱动力的周期,改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。
若保持把手不动,给砝码一向下的初速度,砝码便做简谐运动,振动图线如图2所示。
当把手以某一速度匀速转动,受迫振动达到稳定时,砝码的振动图线如图3所示。
若
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