高中物理利用圖像解決問題方法

1、專題二 圖像方法在物理學(xué)中的應(yīng)用不論是檢驗(yàn)理論正確與否，還是研究事物發(fā)展規(guī)律，或是探索事物的本質(zhì)特征，都必須找到一種適當(dāng)?shù)姆绞交蚍椒?，?duì)所研究問題的結(jié)果做出明確的回答.物理學(xué)的研究同樣如此.在物理學(xué)的研究中，除去用數(shù)學(xué)表達(dá)式表達(dá)物理規(guī)律這個(gè)基本方法（解析法）外，我們還常常使用圖像描述物理狀態(tài)、物理過程以及物理量之間的關(guān)系，在實(shí)驗(yàn)中也常常將得到的數(shù)據(jù)畫成圖像以幫助我們?nèi)ヌ剿魑粗奈锢憩F(xiàn)象及其規(guī)律.用圖像表示物理狀態(tài)和物理規(guī)律，往往比用解析法要形象直觀；對(duì)有些問題的分析和解決，圖像方法比用其他數(shù)學(xué)方法要簡便直接；在探索新的物理規(guī)律時(shí)，借助圖像進(jìn)行分析也是一種重要手段.總之，圖像方法在物理學(xué)中是一種

2、常用的研究、處理問題的方法.下面通過對(duì)具體問題的分析說明圖像方法如何用在物理學(xué)中.一、通過圖像理解物理圖景中學(xué)物理中的圖像一般是在二維直角坐標(biāo)系中畫出的，所以從圖像中直接得到的是兩個(gè)物理量之間的關(guān)系的信息.在圖像中，一個(gè)點(diǎn)表示一個(gè)物理狀態(tài)；從一個(gè)狀態(tài)過渡到另一個(gè)狀態(tài)，在圖像中畫出的點(diǎn)連成了一條曲線，這條曲線反映的是一個(gè)物理過程；從表示物理過程的曲線顯示出的函數(shù)關(guān)系，我們就可以確定物理過程遵循的規(guī)律.我們解讀物理圖像的一般方法是：首先，應(yīng)該分別看橫、縱坐標(biāo)各代表什么物理量，它們的單位是什么.這樣，圖線上的每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)表示的物理狀態(tài)便可確定了，物理圖像描述的是什么過程就明確了.然后看圖線屬于那種函

3、數(shù)曲線.如果是某個(gè)物理量與時(shí)間關(guān)系的函數(shù)曲線（如速度時(shí)間圖像、磁通量時(shí)間圖像等），便可確定該物理量隨時(shí)間變化的過程所遵循的規(guī)律.如果是關(guān)于兩個(gè)物理參量的函數(shù)曲線（如導(dǎo)體的伏安特性曲線、氣體的壓強(qiáng)體積圖像等），則說明的是這兩個(gè)參量之間相互依存的規(guī)律.整個(gè)高中教材中有很多不同類型的圖像，按圖形可分為以下幾類：直線型：如勻速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間關(guān)系s-t圖像，勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間關(guān)系v-t圖像；恒定電路中標(biāo)準(zhǔn)電阻的電壓與電流關(guān)系U-I圖像等正弦曲線型：如振動(dòng)的s-t圖像；波動(dòng)的y-x圖像,交變電流的e-t圖像等其他線型：機(jī)械在額定功率下，牽引力隨速度變化的圖像；共振曲線A-f圖線；電磁感應(yīng)中的有關(guān)

4、圖像等.通過圖像分析物理規(guī)律，還要研究圖線的斜率、圖線包圍的面積、圖線和橫、縱坐標(biāo)交點(diǎn)的坐標(biāo)（截距）、起點(diǎn)、終點(diǎn)、拐點(diǎn)、漸近線等幾何要素的物理意義，從而可以對(duì)圖像反映的物理狀態(tài)、物理過程和物理圖景有更深入的理解.【例】從同一地點(diǎn)開始，甲乙兩物體同時(shí)沿同一方向作直線運(yùn)動(dòng)的圖像如右上圖所示，試問：在=3s時(shí)刻，兩物體的速度各是多大？在前6s內(nèi)，兩物體的運(yùn)動(dòng)情況如何？解析 圖像的橫坐標(biāo)軸表示時(shí)間，單位為；縱坐標(biāo)軸表示速度v，單位為m/s.這是速度時(shí)間圖像.由圖像可知，在 t=3s時(shí)刻甲物體的速度v甲m/s,乙物體的速度v乙m/s.在前6內(nèi)，甲物體一直做速度為的v甲m/s的勻速直線運(yùn)動(dòng).乙物體做初速度

5、v/ms-1t/s0 1 2 3 4 51234v/ms-1t/s0 1 2 3 4 5 61234甲乙乙甲ABCDEF為零、加速度（用右下圖中的直線的斜率表示）a=m/s20.67m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng). t/0 t1 t2因?yàn)関圖線和時(shí)間軸之間包圍的面積表示位移，在第s末，圖線甲和圖線乙相交、所圍面積差值最大（等于OAB的面積），表示兩物體速度相等時(shí)物體乙落后于物體甲的距離最大.在第s末，圖中BDE和OAB面積相等，使得代表物體乙位移的ODF的面積和代表物體甲位移的矩形OAEF面積相等，說明甲、乙此刻完成了相同的位移，物體乙追上了物體甲.【例】家用電熱滅蚊器中電熱部分的主要元件是 PCT

6、元件.PCT元件是由鈦酸鋇等半導(dǎo)體材料制成的電阻器，其電阻率與溫度t的關(guān)系如圖所示.由于這種特性，因此PCT元件具有發(fā)熱、控溫雙重功能.請(qǐng)分析元件消耗電功率的變化規(guī)律以及何時(shí)溫度能夠達(dá)到穩(wěn)定？解析 根據(jù)圖像，開始時(shí)，PCT元件溫度較低，通電后，元件產(chǎn)生的熱量比散發(fā)的熱量多，溫度t升高，電阻率下降，電流增大，元件消耗的功率隨之增加，產(chǎn)生的熱量更多，溫度t繼續(xù)上升，元件的電阻率繼續(xù)下降，電流更強(qiáng)，功率再增，等溫度升到t1時(shí)，元件的電阻率不再下降，溫度t再升高，其電阻率反而增大，使通過元件的電流減小，消耗的功率也減少，發(fā)熱量隨之減少.此時(shí)，溫度越高，電阻率增加的越快，電流減小得越多，發(fā)熱量也減少得越

7、多，直到發(fā)熱量與散熱量相等，電阻率不再變化，元件的溫度便穩(wěn)定了.總之，電熱元件消耗的電功率先增加后減少，穩(wěn)定溫度是介于和之間某一值.40cmabcd【例】如圖所示，一寬40cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.一邊長為20cm的正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場(chǎng)邊界的恒定速度20cm/s通過磁場(chǎng)區(qū)域，在運(yùn)動(dòng)過程中，線框有一邊始終與磁場(chǎng)區(qū)域的邊界平行.取它剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻t=0，試畫出穿過導(dǎo)線框的磁通量隨時(shí)間變化的曲線、導(dǎo)線框中感應(yīng)電流i隨時(shí)間變化的曲線以及垂直作用在ab邊的、牽引導(dǎo)線框通過磁場(chǎng)區(qū)域的外力隨時(shí)間變化的曲線.解析 設(shè)導(dǎo)線框以恒定速度v進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后，經(jīng)過時(shí)間后，它的a

8、b邊到磁場(chǎng)區(qū)域的左邊界的距離為x，則x=vt.那么，穿過導(dǎo)線框的磁通量1=BS=Blx=Blvt，與時(shí)間t成正比，當(dāng)導(dǎo)線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，穿過導(dǎo)線框的磁通量達(dá)到最大值2=Bl2，此過程經(jīng)歷時(shí)間t1=s=1s.在整個(gè)導(dǎo)線框通過磁場(chǎng)區(qū)域的t2=1s時(shí)間里，穿過導(dǎo)線框的磁通量保持為2=Bl2.然后ab邊離開磁場(chǎng)區(qū)域，穿過導(dǎo)線框的磁通量隨時(shí)間減?。?=Bl2Blvt，經(jīng)歷時(shí)間3s.根據(jù)以上分析畫出的穿過導(dǎo)線框的磁通量隨時(shí)間t變化的曲線如圖甲所示：/wbt/s0 1 2 3 4 5t/s0 1 2 3 4 5t/s0 1 2 3 4 5i/AF/N甲乙丙當(dāng)正方形導(dǎo)線框剛進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，其ab邊開始

9、切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=vBl，方向由指b向a.由于導(dǎo)線框邊切割磁感線的速度v不變，所以線框中感應(yīng)電流大小為也恒定不變，感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向.經(jīng)過時(shí)間t1=1s后，線框的cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，穿過導(dǎo)線框的磁通量保持不變，在cd邊穿過磁場(chǎng)區(qū)域t2=1s的時(shí)間里，線框中沒有感應(yīng)電流，即i=0.接著ab邊穿出磁場(chǎng)，只有cd邊切割磁感線，線框中又產(chǎn)生大小為的感應(yīng)電流，但方向相反，為順時(shí)針方向，經(jīng)歷時(shí)間t3=1s.最后cd邊穿出磁場(chǎng)區(qū)域.線框中不再產(chǎn)生感應(yīng)電流.根據(jù)以上分析，并規(guī)定沿逆時(shí)針的電流方向?yàn)檎较?，則可得出導(dǎo)線框中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的曲線如圖乙所示：當(dāng)正方形導(dǎo)線框剛進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，

10、其ab邊開始切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流大小為I=恒定不變，沿逆時(shí)針方向，根據(jù)左手定則，他受到的安培力大小為FA=BlI、方向向左，恒定不變，因此，由二力平衡條件，對(duì)ab邊所施外力大小也為F=BlI、方向向右.經(jīng)過1s后，導(dǎo)線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，感應(yīng)電流消失，導(dǎo)線框不受安培力作用，因此不需外力：F=0也能繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng).再過1s時(shí)間，只有cd邊切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小仍為I=恒定不變，沿順時(shí)針方向，根據(jù)左手定則，它受到的安培力大小為FA=BlI，方向仍舊向左，恒定不變，因此，由二力平衡條件，對(duì)所施外力大小也為F=BlI，方向還是向右.規(guī)定向左為力F的正方向，由此畫出的垂直作用在ab邊的、

11、牽引導(dǎo)線框通過磁場(chǎng)區(qū)域的外力F隨時(shí)間t變化的曲線如圖丙所示.二、利用圖像解決物理問題探索物理規(guī)律利用我們掌握的物理知識(shí)和描繪物理圖像的方法，在解決某些物理問題時(shí)往往比用“解析法”簡單、快捷、直觀，常?？梢赃_(dá)到事半功倍的效果.【例】一物體放在光滑水平面上，初速度為零.先對(duì)物體施加一向東的水平恒力，歷時(shí)s；隨即把此力方向改為向西，大小不變，歷時(shí)s；接著又把此力改為向東，大小不變，歷時(shí)s.如此反復(fù)，只改變力的方向，不改變力的大小，共歷時(shí)min，在此1min內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)情況是：A.物體時(shí)而向東運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向西運(yùn)動(dòng)，在min末靜止于初始位置以東.B.物體時(shí)而向東運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向西運(yùn)動(dòng)，在min末靜止于初始位置

12、.C.物體時(shí)而向東運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向西運(yùn)動(dòng)，在min末繼續(xù)向東運(yùn)動(dòng).弗蘭克赫茲實(shí)驗(yàn)在此使用是否有點(diǎn)偏?C.物體一直向東運(yùn)動(dòng)，從不向西運(yùn)動(dòng)，在min末靜止于初始位置以東.t/sv/ms-10 1 2 3 458 59 60解析 規(guī)定向東為正方向.由于物體受力大小不變、方向改變，因此加速度也是大小不變、方向改變，所以能夠畫出如圖所示的v圖像，據(jù)此立即可確定選項(xiàng)是正確的.探索物理規(guī)律，更是圖像法的重要功能.物理學(xué)中的弗蘭克赫茲實(shí)驗(yàn)就是著名的一例.在20世紀(jì)初，從一些實(shí)驗(yàn)中知道：如果給原子足夠的能量，就可以使電子從原子的束縛中脫離出來而使原子電離，這個(gè)能量稱之為“電離能”.當(dāng)原子和入射的電子碰撞獲得能量而電

13、離時(shí)，就可以通過測(cè)量使電子加速的電壓進(jìn)而測(cè)定原子的電離能.1914年，在德國柏林大學(xué)工作的科學(xué)家弗蘭克(18821964)和赫茲(18871975)為測(cè)量電離能設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：在玻璃真空管內(nèi)充入少量水銀蒸氣，由燈絲發(fā)射出來的熱電子被燈絲和柵極之間的電壓加速，然后又被加在集電極和柵極之間的反向電壓減速.電壓可以調(diào)節(jié)和測(cè)量.由于有反向電壓，電子在任何時(shí)候都不會(huì)到達(dá)集電極.設(shè)想在柵極和集電極之間的電子和汞原子碰撞，就會(huì)使一些汞原子電離成為汞離子，電場(chǎng)便將汞離子向集電極方向加速，于是在電流表上可測(cè)出電流來.用這個(gè)裝置做實(shí)驗(yàn)，他們可得到如圖所示的曲線.圖線顯示，隨著柵極和燈絲之間的加速電壓由零開始

14、增加，集電極的電流逐漸上升.當(dāng).9V時(shí)，集電極電流突然下降；繼續(xù)增大加速電壓U，集電極電流隨之回升，當(dāng)U=9.8V時(shí)，集電極電流第二次突然下降；再繼續(xù)增大加速電壓U，集電極電流又隨之回升，當(dāng)U=14.7V時(shí)，集電極電流第三次突然下降.圖線表現(xiàn)出一個(gè)明顯的周期性：加速電壓在增大的過程中，每隔.9V集電極電流就下降一次.也就是說，在加速電壓和集電極電流之間，存在著一種因果關(guān)系.分析這個(gè)因果關(guān)系，他們做出的判斷是：用電子轟擊汞原子并沒有使汞原子電離，而是使電子損失一份特定的能量，即電子在和汞原子相碰時(shí)，電子只能損失.9eV的能量，換句話說，汞原子在改變能量狀態(tài)時(shí)，只能吸收4.9eV的能量.根據(jù)這個(gè)分

15、析，弗蘭克和赫茲又重新設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)，測(cè)定汞蒸氣受到電子轟擊時(shí)輻射的譜線波長.其結(jié)果是：當(dāng)加速電壓大于4.9V時(shí)，汞蒸氣才產(chǎn)生輻射，而且只輻射能量為4.84eV、波長為2536×10的譜線，相當(dāng)精確地證實(shí)了他們的判斷.這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果揭示了在原子尺度的范圍內(nèi)，能量的改變是以某種最小單元一份一份地改變的.也就是說，原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，它只能從一個(gè)狀態(tài)變到另一個(gè)狀態(tài)，變化的能量一定是某一個(gè)確定值.這個(gè)實(shí)驗(yàn)成功地證實(shí)了1913年丹麥科學(xué)家玻爾提出的原子理論，并因此獲得了1925年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).三、高考對(duì)圖像法的考查圖像在中學(xué)物理中有著廣泛應(yīng)用，所以有關(guān)以圖像及其運(yùn)用為背景的命題

16、，成為歷屆高考考查的熱點(diǎn)，它要求考生能做到三會(huì)：會(huì)識(shí)圖：認(rèn)識(shí)圖像，理解圖像的物理意義；會(huì)做圖：依據(jù)物理現(xiàn)象、物理過程、物理規(guī)律作出圖像，且能對(duì)圖像變形或轉(zhuǎn)換；會(huì)用圖：能用圖像分析實(shí)驗(yàn)，用圖像描述復(fù)雜的物理過程，用圖像法來解決物理問題.通常我們遇到的圖像問題可以分為幾大類：物理圖像的選擇物理圖像的描繪（可稱之為“作圖題”）利用物理圖像轉(zhuǎn)換問題機(jī)制明確并理解圖像的各數(shù)學(xué)特征的物理意義利用圖像法求解物理問題（可稱之為“用圖題”）運(yùn)用物理圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)誤差0 10120 130vx/(ms-1)t/min220vy/(ms-1)t/min0 3 10120 127123 130207-20

17、【例5】太原直飛昆明的航班由波音737飛機(jī)執(zhí)行.右面的上、下兩圖分別給出了某次飛行全過程中飛機(jī)的豎直分速度和水平分速度的速度圖象.根據(jù)圖象求：飛機(jī)在途中勻速飛行時(shí)的巡航高度（離地面的高度）是多高？從太原到昆明的水平航程為多遠(yuǎn)？解題思路 飛機(jī)只有在起飛和降落期間才有豎直方向的分速度.速度曲線和橫軸間的面積大小可表示位移大小答案 8400m 1584km思維診斷 本題易出現(xiàn)的錯(cuò)誤有不熟悉速度圖像，總以為速度圖像就是物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，把下圖當(dāng)成飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡，220當(dāng)成飛行高度，130當(dāng)成水平航程不注意單位的統(tǒng)一，圖中的橫軸單位是min，應(yīng)轉(zhuǎn)換成s.部分學(xué)生不會(huì)求曲線下的面積.應(yīng)該利用梯形面積公式：（

18、上底+下底）×高÷2.t1t2t3t40Ft【例6】（理綜200218）質(zhì)點(diǎn)所受的力F隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示,力的方向始終在一條直線上, 已知t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度為零.在圖示的t1 、t2、t 3和t4 各時(shí)刻中,那一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能最大？ A.t1 B .t2 C.t 3 D.t4命題立意 考查學(xué)生對(duì)圖線（函數(shù)圖線）的認(rèn)識(shí)能力和依據(jù)圖線進(jìn)行分析、推理和判斷的能力.解題思路 首先可看出，試題給出了力隨時(shí)間的變化圖線，就不難想到它就是加速度隨時(shí)間的變化圖線；已知初速度為零，所以凡是加速度為正時(shí)，速度增大，從而動(dòng)能一定不斷增大；當(dāng)加速度為負(fù)時(shí)，速度減小從而動(dòng)能一定不斷減小.由圖可

19、看出力是周期性的，而且正、負(fù)對(duì)稱，由此可做出正確的判斷. 答案是B例7也是2001全國高考題FRB0 4 812 16 20 24 28 t/sF/N123456【例7】（河南、廣東2001-20） 如圖所示，一對(duì)平行光滑軌道放置的水平面上，兩軌道間距0.20，電阻R=1.0.有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻均可不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感強(qiáng)度0.50的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直軌道面向下.現(xiàn)用一外力沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運(yùn)動(dòng)，測(cè)得外力與時(shí)間的關(guān)系如圖所示.求桿的質(zhì)量和加速度a. 命題立意 要求學(xué)生把理論推導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相結(jié)合，找出所要求的有關(guān)物理量.對(duì)一個(gè)具體的物理問題，

20、一方面進(jìn)行理論上的推導(dǎo)；另一方面又進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量（得出某些數(shù)據(jù)或曲線），然后把兩者結(jié)合起來，做出某些判斷.這是研究工作中常經(jīng)歷的過程，也一種常用的方法.本題是這種研究方法的體現(xiàn).解題思路 導(dǎo)體桿從靜止起，經(jīng)時(shí)間t后的速度v=at，這時(shí)導(dǎo)體桿受的安培力為.由牛頓第二定律得.從圖像中取兩個(gè)方便的點(diǎn)：s時(shí)N和t2=20s時(shí)F2=3N，代入以上方程即可解得質(zhì)量m和加速度a. 答案m/s2 m=0.1kg思維診斷 考生不會(huì)利用題目所給的圖像，不會(huì)充分利用圖像所給的信息.本題中不要想推導(dǎo)出間的關(guān)系式.-5 4 3 2 1012345x/cm圖1dcbao4321x/cmt/so4321x/cmt/s圖212

21、34【例8】（2003-7）一彈簧振子沿x軸振動(dòng)，振幅為4cm.振子的平衡位置位于x軸上的O點(diǎn).圖1中的a、b、c、d為四個(gè)不同的振動(dòng)狀態(tài)：黑點(diǎn)表示振子的位置，黑點(diǎn)上的箭頭表示運(yùn)動(dòng)的方向.圖2給出的、四條振動(dòng)圖線可用于表示振動(dòng)圖像A.若規(guī)定狀態(tài)a時(shí)t=0則圖像為B.若規(guī)定狀態(tài)b時(shí)t=0則圖像為C.若規(guī)定狀態(tài)c時(shí)t=0則圖像為D.若規(guī)定狀態(tài)d時(shí)t=0則圖像為命題立意 考查學(xué)生是否理解振動(dòng)圖線的物理意義解題思路 由圖1看出每個(gè)點(diǎn)離開平衡位置的距離，以及它的運(yùn)動(dòng)方向，再根據(jù)振動(dòng)圖線表示的物理意義進(jìn)行判斷.答案 AD思維診斷 題干說明，圖2中的四條振動(dòng)圖線、都可以表示所考查的彈簧振子的振動(dòng)圖像，但這四

22、條圖線并不完全相同，它們的差別僅是t=0時(shí)刻的振動(dòng)狀態(tài)不同.簡諧振動(dòng)的振動(dòng)圖線表示振子振動(dòng)的位移（指離開平衡位置的位移）隨時(shí)間變化的圖像（獨(dú)舞的錄像），由于時(shí)間的零點(diǎn)即t=0時(shí)刻可取在振子的不同狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的振動(dòng)圖線就不完全相同.【例9】ABv0圖1CFFmOtt0 3t0 5t0圖2（江蘇2003-19）圖1所示為一根豎直懸掛的不可伸長的輕繩，下端栓一小物塊A，上端固定在C點(diǎn)且與一能測(cè)量繩的拉力的測(cè)力傳感器相連.已知有一質(zhì)量為m0的子彈B沿水平方向以速度v0射入A內(nèi)（未穿透），接著兩者一起繞C點(diǎn)在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).在各種阻力都可忽略的條件下測(cè)力傳感器測(cè)得繩的拉力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖2所示

23、.已知子彈射入的時(shí)間極短，且圖2中t=0為A、B開始以相同速度運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻.根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中（包括圖）提供的信息，對(duì)反映懸掛系統(tǒng)本身性質(zhì)的物理量（例如A的質(zhì)量）及A、B一起運(yùn)動(dòng)過程中的守恒量，你能求得哪些定量的結(jié)果？命題立意 利用開放性設(shè)問方式，考查學(xué)生探索性解決新問題的能力.同時(shí)，學(xué)生要能夠利用試題中文字?jǐn)⑹龊蛨D表所提供的信息來分析和解決問題.解題思路 首先要能讀懂試題的意思，能夠弄清試題所要求的問題是什么.再根據(jù)試題圖線中的信息，以及小球作圓周運(yùn)動(dòng)過程中的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)應(yīng)用牛頓定律和機(jī)械能守恒定律建立方程，即可求得最后結(jié)果.答案 由圖2可直接看出，A、B一起做周期性運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)周期為T=2t

24、0.用m、m0分別表示A、B的質(zhì)量，l表示繩長，v1、v2分別表示它們?cè)趫A周最低、最高點(diǎn)的速度，F(xiàn)1、F2分別表示運(yùn)動(dòng)到最低、最高點(diǎn)時(shí)繩的拉力大小，根據(jù)動(dòng)量守恒有mv0=（m+m0）v1，根據(jù)牛頓定律有：F1-(m+m0)g=（m+m0） , F2+(m+m0)g=（m+m0） ，由機(jī)械能守恒有：2l（m+m0）g=（m+m0）v12-(m+m0)v22，由圖2知，F(xiàn)2=0，F(xiàn)1=Fm，由以上各式解得，反映系統(tǒng)性質(zhì)的物理量是，系統(tǒng)總機(jī)械能是E= (m+m0)v12，得E=3m02v02g/Fm自測(cè)題s/mt/sb54321o3a1.兩個(gè)物體a、b同時(shí)開始沿同一條直線運(yùn)動(dòng)。從開始運(yùn)動(dòng)起計(jì)時(shí)，它們

25、的位移圖象如右圖所示。關(guān)于這兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是 A.開始時(shí)a的速度較大，加速度較小B.a做勻減速運(yùn)動(dòng)，b做勻加速運(yùn)動(dòng)C.a、b速度方向相反，速度大小之比是23D.在t=3s時(shí)刻a、b速度相等，恰好相遇v/m s-1t/sb54321o3a2.兩個(gè)物體a、b從同一位置、同一時(shí)刻開始沿同一條直線運(yùn)動(dòng)。從該時(shí)刻起計(jì)時(shí)，它們的速度圖象如右圖所示。下列說法中正確的是 A.t=3s時(shí)刻兩物體相遇 B.t=6s時(shí)刻兩物體相遇C.它們的運(yùn)動(dòng)方向始終相反 D.a物體的速度變化較快b yxacdo3.如圖，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲分子對(duì)乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)

26、系如圖中曲線所示.F>0為斥力，F(xiàn)<0為引力.a、b、c、d為x軸上四個(gè)特定的位置.現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，則 A.乙分子從a到b做加速運(yùn)動(dòng)，由b到c做減速運(yùn)動(dòng)B.乙分子從a到c做加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)c時(shí)速度最大C.乙分子由a到b的過程中，兩分子間的分子勢(shì)能一直減少D.乙分子由b到d的過程中，兩分子間的分子勢(shì)能一直增加4.甲、乙、丙三輛汽車在同一條平直公路上行駛，先后以相同的速度通過同一個(gè)路標(biāo)。從通過此路標(biāo)開始，甲做勻速直線運(yùn)動(dòng)，乙先加速后減速運(yùn)動(dòng)，丙先減速后加速運(yùn)動(dòng)，它們到達(dá)下一個(gè)路標(biāo)時(shí)的速度又相同。關(guān)于它們通過兩個(gè)路標(biāo)之間所用的時(shí)間長短，下列說法中正確的是 A.甲用的時(shí)間最短 B

27、.乙用的時(shí)間最短C.丙用的時(shí)間最短 D.它們用的時(shí)間相同t1 t2 t3 t4 t5FotO5.利用傳感器和計(jì)算機(jī)可以測(cè)量快速變化的力的瞬時(shí)值.右圖是用這種方法獲得的彈性繩中拉力隨時(shí)間的變化圖線.實(shí)驗(yàn)時(shí)，把小球舉高到繩子的懸點(diǎn)O處，然后放手讓小球自由下落. 由此圖線所提供的信息，以下判斷正確的是 A.t2時(shí)刻小球速度最大B.t1t2期間小球速度先增大后減小C.t3時(shí)刻小球動(dòng)能最小D.t1與t4時(shí)刻小球動(dòng)量一定相同aoxaoxaoxaoxggggx0x0x0x0x0O6.如圖所示，一根輕彈簧豎直直立在水平面上，下端固定.在彈簧正上方有一個(gè)物塊從高處自由下落到彈簧上端O，將彈簧壓縮.當(dāng)彈簧被壓縮了

28、x0時(shí)，物塊的速度減小到零.從物塊和彈簧接觸開始到物塊速度減小到零過程中，物塊的加速度大小a隨下降位移大小x變化的圖像，可能是下圖中的A. B. C. D.7.一帶正電的微粒放在電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示.帶電微粒只在電場(chǎng)力的作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng).則下列說法中正確的是E/V m-1t/s20-221A.微粒在0-1s內(nèi)的加速度與1-2s內(nèi)的加速度相同B.微粒將沿著一條直線運(yùn)動(dòng)C.微粒做往復(fù)運(yùn)動(dòng)D.微粒在第1s內(nèi)的位移與第3s內(nèi)的位移相同縱軸不直IUo8.為了測(cè)定用某種物質(zhì)制成的線形材料的電學(xué)特性，取了一段由該物質(zhì)制成的線形材料，測(cè)量其兩端的電壓和通過的電流，根據(jù)

29、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出的伏安特性曲線如圖所示.那么這種物質(zhì)可能是 A.某種純金屬 B.某種半導(dǎo)體C.某種超導(dǎo)體 D.某種絕緣材料tOtOtOtO9.閉合回路的磁通量隨時(shí)間t變化的圖像分別如圖-所示，關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的下列論述，其中正確的是 A.圖回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變 B.圖回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變C.圖回路中0-t1時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小于t1- t2時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D.圖回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變大，再變小U/VI/AO2015105ab10.右圖中的圖線a是某一蓄電池組的伏安特性曲線，圖線b是一只某種型號(hào)的定值電阻的伏安特性曲線.若已知該蓄電池組的內(nèi)阻為2.0，則這只定值電阻的阻值為_.現(xiàn)

30、有4只這種規(guī)格的定值電阻，可任意選取其中的若干只進(jìn)行組合，作為該蓄電池組的外電路，所組成的這些外電路中，輸出功率最大時(shí)是_W. 1/UO R 1/UO R 1/UO R 1/UO R VER11.利用右圖所示電路可以測(cè)出電壓表的內(nèi)阻.電源的內(nèi)阻可以忽略不計(jì)，R為電阻箱.當(dāng)R取不同阻值時(shí)，電壓表對(duì)應(yīng)有不同讀數(shù)U.多次改變電阻箱的阻值，所得到的_R圖像應(yīng)該是下圖中的哪一個(gè) A. B. C. D.v/ms-1t/s1 2 3 4 5 6 7 8O24681012t/s10-10mFF/NO 4 5 812.如圖所示，質(zhì)量為m=2.0kg的物體靜止在水平面上，物體跟水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.20.從

31、t=0時(shí)刻起，物體受到一個(gè)水平力F的作用而開始運(yùn)動(dòng)，前8s內(nèi)F隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示.求：畫出物體在前8s內(nèi)的v-t圖像.前8s內(nèi)物體所受摩擦力的總沖量If是多大？yoxBab13.如圖所示，xoy坐標(biāo)系y軸左側(cè)和右側(cè)分別有垂直于紙面向外、向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，一個(gè)圍成四分之一圓形的導(dǎo)體環(huán)oab，其圓心在原點(diǎn)o，半徑為R，開始時(shí)在第一象限.從t=0起繞o點(diǎn)以角速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng).試畫出環(huán)內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E隨時(shí)間t而變的函數(shù)圖像（以順時(shí)針電動(dòng)勢(shì)為正）.圖1 t=0圖2 t=T/4圖3 t=3T/414. 細(xì)繩的一端在外力作用下從t=0時(shí)刻開始做簡諧運(yùn)動(dòng)，激發(fā)出一列簡諧橫波.在細(xì)繩上選取15個(gè)點(diǎn)，圖1為t=0時(shí)刻各點(diǎn)所處的位置，圖2為t