高三物理高考復習專題（圖象在高考中的應用）

物理圖象在高考中的應用qwerwweee3s3wsz2wqazq2 1`2345q qwertyui ASDF1

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.一、中學物理中常見的圖象類型

限于中學教學知識水平，在中學物理范圍內，常用的函數圖象有以下一些類型:正比例函數圖象、反比例函數圖象、一次函數圖象、二次函數圖象、正弦余弦函數圖象，除了上述幾種函數圖象外，中學物理還接觸了一些函數關系圖線，如分子之間作用力與分子間距離的關系圖線；閉合電路輸出功率與外電阻的關系函數圖線；原子核的平均結合能與原子核質量的關系圖線等等。

.例1在、坐標里有一系列曲線，如圖13－1所示，它們的坐標代表的物理量分別列于下表，指出表中各量的函數關系各屬于哪一種曲線，請用、、、……填在表中“曲線”空白欄里（C為拋物線，E為雙曲線一支）。曲線1恒定功率下汽車的牽引力汽車速度2勻速運動的位移時間3光在真空中的速度頻率4恒定電壓下平行板中的電場板間距離5一定質量的物體的加速度作用力6勻變速直線運動的位移時間7電壓一定時用電器的功率用電器電阻.二、圖象的數學特征及其反映的物理意義物理圖象直觀地反映了有關的物理量之間的函數關系，而這種關系又體現(xiàn)了某個物理規(guī)律，這是我們在制作或分析物理圖象時，必須弄清的問題。圖象所反映的物理規(guī)律，常常是與圖象本身的許多數學特征相對應的。如果我們已尋清了這些數學特征與物理意義的聯(lián)系，那么整個物理規(guī)律也就容易掌握了。那么，我們應當注意圖象的哪些數學特征呢

.1、函數的定義域和物理圖象的適用范圍函數都有一定的定義域和值域，然而，作為反映物理量之間的各種函數關系的定義域和值域，又受到物理規(guī)律本身適用范圍的限制。這么一來，就使物理圖象有它本身特定的適用范圍。在閉合電路中，路端電壓與干路電流強度的關系圖線只有在實驗條件下是成立的（如圖13-2實線）。若I→0時，失去了實驗意義。若I=Im時，電流太大，可能燒壞電源，這也是實驗本身所不允許的，故在這兩區(qū)域附近的圖線也只能用虛線表示。.2、圖象中的斜率圖象中的數學特征之一是圖象上某一點的斜率，而在物理圖象中這個斜率往往都是表征了一個重要的物理量或物理常數。如勻變速直線運動的圖線（圖13-4）中的斜率表示加速度；在電磁感應中，磁通量與時間的關系圖線（圖13-5）的斜率表示感應電動勢的大小。.3、圖象中的截距

所謂截距，就是指圖象與坐標軸的交點到原點的距離，這些截距也往往反映了物理變化過程中的某些特殊情況--——物理量的臨界值。如圖13－2所示，該圖線在縱坐標上的截距反映了當電路開路時（I=0）的路端電壓值，它恰好等于電源的電動勢E，該圖線在橫坐標上的截距，表示了電路短路時（V=0）的最大電流值，Im=E/r。.4．圖象的面積在物理圖象中，有時圖線和坐標軸所圍的面積，也具有對應的物理意義。如圖13－4所示的速度圖線中，物體在一段時間的位移與圖中陰影部分的“面積”等值；在圖13－7所示的力——位移函數關系圖象中，陰影部分有關“面積”分別表示恒力或變力在某段位移所做的功。.5．圖象中的極值

某些曲線圖象上，極值坐標具有一定的物理含義。如豎直上拋運動的圖線；全電路輸出功率與電流關系的圖線，輸出功率與外電阻變化關系的圖線和振動的圖線等等，這些圖線的極點坐標都反映了一定的極值和產生條件。也可以根據極點左右圖象的走向來判斷某一物理量隨著另一物理量的變化規(guī)律。.6．圖象的交點

在應用圖象解題時，往往圖線會相交。而不同的圖象交點的物理意義也不同。如v-t圖象的交點表示此時的速度相同（即方向相同，大小相等）；s-t圖象的交點表示此時位移相同，即相遇；等等。除了上述歸納的具有一定共性的特征外，某些個別函數圖象還有自己獨有的某些數學特征，如正弦函數圖象中的周期和初相位等等。.三、物理圖象的運用

一、力學中的圖象

1．位移——時間圖象位移—時間圖象中，圖線反映的是物體的位移隨時間的變化規(guī)律，從圖象中可判斷物體作什么運動。圖線的斜率代表物體運動的速度大小，縱軸的截距表示時物體的位移，橫軸上的截距表示位移為零所需的時間。圖線的交點表示兩物體相遇。.例1圖13—10是甲、乙、丙三物體在一條直線上運動的位移隨時間變化的圖象，試判斷它們分別作什么運動？P點表示什么？解：本題切不可將甲看為勻減速直線運動，乙為勻加速直線運動，丙為斜拋運動。根據位移—時間圖線的物理意義，可知甲、乙兩物體任何時刻，各點的斜率始終不變，故甲、乙兩物體均作勻速直線運動。只不過起始位置和運動方向不同而已。丙物體的圖線為拋物線，故丙作勻加速直線運動，P點則表示甲、乙、丙三物體在t1時刻相遇。.2．速度——時間圖象

速度—時間圖象是描述做直線運動的物體其速度隨時間變化的規(guī)律，從圖象上可判斷物體作什么運動，圖線的斜率表示加速度的大小，縱軸上的截距代表物體起始時刻的速度，橫軸的截距表示速度為零時所需的時間。圖線的交點表示速度相等，圖線與時間軸所圍的“面積”表示物體在對應時間內發(fā)生的位移，在時間軸上方的“面積”為正，下方為負，上、下面積的代數和反映的是物體的位移。.例2某物體作直線運動的速度—時間圖線如圖13-12所示，求①物體在0－6秒內的運動規(guī)律；②6秒內的位移。解：①0-3秒內v-t圖線為一直線，故物體作勻加速直線運動。其加速度a1=2/3（m/s2），3－4秒內v-t圖線平行于t軸，則物體作勻速直線運動，v=2m/s。4－5秒內的v-t圖線為直線，故作勻變速運動。其加速度a=-2m/s2，5－6秒內的v-t圖線為直線，v隨t的增加而增大，故物體作反向勻加速直線運動。C點表示物體的速度為零。②6秒內的位移米.3．力—位移圖線

在處理變力做功的問題時，利用圖線則較為簡便，使問題得以解決。

例3一長為的均勻鐵鏈，在靜止時有一段L0垂掛在桌沿下方（圖13-17a所示），求鐵鏈從靜止開始無摩擦的下滑，當末端滑至桌邊沿時鐵鏈的速度？解：設鐵鏈的線密度為ρ0，在下落過程中隨著下落的長度增加而使其產生加速運動的“重力”增加，所受的力與下落的位移是線性關系。如圖13-17b所示。當鐵鏈末端滑至桌邊沿時，變力所做的功為梯形OABC的面積S，由動能定理得：F-X圖線與橫軸所圍的“面積”反映的是F在空間X上的積累效應，表示F所做的功，對于F是恒力、變力，F(xiàn)與X是成線性還是非線性的關系均成立。在定量和定性分析問題時都較為簡便

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4．力—時間圖線

力-時間圖象是描述物體所受外力與時間的關系，圖線與橫軸所圍的“面積”表示力在時間上的積累效應。即外力的沖量等于物體動量的改變量。

例4質量為5kg的物體受到2t的外力作用，由靜止開始運動，問作用了10秒時，物體的速度為多大？解：根據題意作出了F-t圖線如圖13-18所示?！鰽BO的面積，則表示F作用了10秒的動量的增量。

S=P=mv→v=20m/s.5．力—加速度圖象

F-a圖象是用來描述物體所受合外力與物體獲得的加速度的關系圖線。圖線的斜率反映的是物體的質量。

例5用如圖13-19a裝置研究“質量一定時加速度與作用力的關系”，根據實驗數據作得圖象如圖13-19b的圖線（實線）問：

①物體的質量為多少？

②若圖線在橫軸上有段截距OA，應如何調整裝置？

解：①據

得②從圖可知，物體未受外力時，就有加速度，所以應把帶滑輪的一端稍微墊高，直到小車能沿木板勻速下滑為止。.6．振動和波的圖象

振動和波動圖象，是中學物理教學中一個很重要的內容。從外形看很相似。因而兩者很容易產生混淆，處理有關問題時學生一般都感到困難。為此，從下面幾個方面對比起來加以討論。.（二）熱學中的圖象分子間相互作用F-r圖線物體內分子間既存在引力，又存在斥力，它們的大小都跟分子間的距離有關。圖13-22所示，Ⅰ、Ⅱ分別表示分子間的斥力和引力隨分子間的距離的變化規(guī)律，引力和斥力都隨距離的增大而減小，不同的只是斥力比引力隨距離變化快些。

通常所說的分子力，是指分子間引力和斥力的合力，即對外表現(xiàn)出的引力或斥力。①當r=ro時，斥力等于引力，則F=0；②當r<ro時，斥力大于引力，則F表現(xiàn)為斥力；③當r>ro時，斥力小于引力，則F表現(xiàn)為引力；④當r>10ro時，斥力和引力幾乎減至為零，故F為零。.（三）電學中的物理圖象

1．伏—安特性曲線圖象IU0R1R2.2．電磁感應圖象正弦交流電中的圖象①當閉合導線框在勻強磁場中以角速度?勻速轉動時，如果閉合電路內的磁通量發(fā)生周期性變化，則其感應電動勢、感應電流、磁通量都是按正弦或余弦規(guī)律變化。如圖所示,從圖象可知其幅值，周期、頻率。

②鋸齒圖象和方形圖象鋸齒圖象和方形圖象所反映的是一種周期的函數關系，在不同的特定物理問題中，有著不同的具體的物理意義。.課堂小結：

遇到物理圖象首先要看清楚橫坐標和縱坐標分別表示什么物理量，一般來說圖象都是描述縱坐標這個物理量隨橫坐標這個物理量的變化關系。在物理圖象上主要看圖線的斜率、面積、截距、極值、交點分別表示什么。從圖象上獲取有用的信息來解決物理問題，有時候還要從數學角度推導出縱坐標與橫坐標這兩個物理量之間的函數關系，再結合有關物理概念、規(guī)律等來正確解決問題。..9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。。2023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202310、雨中黃葉樹，燈下白頭人。。2023/1/102023/1/102023/1/101/10/202312:46:48PM11、以我獨沈久，愧君相見頻。。2023/1/102023/1/102023/1/10Jan-2310-Jan-2312、故人江海別，幾度隔山川。。2023/1/102023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202313、乍見翻疑夢，相悲各問年。。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/101/10/202314、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。。10一月20232023/1/102023/1/102023/1/1015、比不了得就不比，得不到的就不要。。。一月232023/1/102023/1/102023/1/101/10/202316、行動出成果，工作出財富。。2023/1/102023/1/1010January202317、做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點的射線向前。。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/109、沒有失敗，只有暫時停止成功！。2023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202310、很多事情努力了未必有結果，但是不努力卻什么改變也沒有。。2023/1/102023/1/102023/1/101/10/202312:46:48PM11、成功就是日復一日那一點點小小努力的積累。。2023/1/102023/1/102023/1/10Jan-2310-Jan-2312、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。。2023/1/102023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202313、不知香積寺，數里入云峰。。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/101/10/202314、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。10一月20232023/1/102023/1/102023/1/1015、楚塞三湘接，荊門九派通。。。一月232023/1/102023/1/102023/1/101/10/202316、少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。。2023/1/102023/1/1010January202317、空山新雨后，天氣晚來秋。。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/109、楊柳散和風，青山澹吾慮。。2023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202310、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2023/1/102023/1/102023/1/101/10/202312:46:48PM11、越是沒有本領的就越加自命不凡。2023/1/1020