中学物理中图象问题分类例析

《中学物理中图象问题分类例析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、中学物理中图象问题分类例析陈　宏　　图象是表示物理规律的方法之一，它可以直观地反映某一物理量随另一物理量变化的函数关系，形象地描述物理规律．在进行抽象思维的同时，利用图象的视觉感知，有助于对物理知识的理解和记忆，准确把握物理量之间的定性和定量关系，深刻理解问题的物理意义．应用图象不仅可以直接求出或读出某些待求物理量，还可以用来验证某些物理规律，测定某些物理量，分析或解决某些复杂的物理过程．下面对中学物理问题中的图象进行分类解析．一、中学物理中常见的图象１．运动图象(1)运动图象包括速度图象、位移图象、加速度图象．对学生的要求是能通过坐标轴及图

2、象的形状识别各种图象，知道它们分别代表何种运动，如图1(a)、(b)、(c)所示分别为ｖ-ｔ图象、ｓ-ｔ图象和ａ-ｔ图象．图1其中：①是匀速直线运动，②是初速度为零的匀加速直线运动，③是初速度不为零的匀加速直线运动，④是匀减速直线运动．(2)明确图象与坐标轴、图象与图象之间的交点的物理意义．如图2(a)中，图线与纵轴的交点M表示开始计时时，物体有初速度ｖ0；如图2(b)中，图线与横轴的交点N表示物体做正向减速运动时所到达的最大正向位移的时刻；如图2(c）中，两图线甲、乙的交点E表示甲、乙两物体运动速度相同的时刻及速度，如图2(d)中，两图线

3、A、B的交点F表示物体A追上物体B的位移和时间．图2(3)明确各图象间的对应关系，从位移图象上比较速度的变化；从速度图象上，确定位移的大小；从速度图象上比较加速度的大小等．２．振动和波动图象(1)弄清图象所表示的物理意义及坐标特点．振动图象是振动物体离开平衡位置的位移ｘ随时间ｔ变化的函数图象，不是运动轨迹，它只是反映质点相对平衡位置的位移随时间的变化规律．就像一部电影，把质点各时刻的情况记录下来，其横坐标为时间，纵坐标为质点相对平衡位置的位移．波的图象是描述在波的传播方向上，介质中各质点在某时刻离开平衡位置的位移．就像一张合影照片一样，把

4、各质点在某一瞬间的位置记录下来，其横坐标绝对值表示各质点的平衡位置到振源(或参考点)的距离，纵坐标表示各质点相对其平衡位置振动的位移．(2)简谐运动图象与简谐波图象的比较．①振动图象描述的是某一质点在不同时刻的振动情况，图象上任意两点表示同一质点在不同时刻偏离平衡位置的位移；波的图象描述的是波在传播方向上无数质点在某一时刻的振动情况，图象上任意两点表示不同的两个质点在同一时刻偏离平衡位置的位移．②振动图象中的横坐标表示时间，箭头方向表示时间向后推移；波的图象中的横坐标表示离开振源的质点的位置，箭头的方向可以表示振动在介质中的传播方向，即波的传

5、播方向，也可以表示波的传播方向的反方向．③振动图象随时间的延续将向着横坐标箭头方向延伸，原图象形状不变；波的图象随着时间的延续，原图象的形状将沿横坐标方向整个儿地平移，而不是原图象的延伸．④在不同时刻波的图象是不同的；对于不同的质点振动图象是不同的．二、识别图象应注意的问题物理图象能形象直观地反映物理规律，识图和应用图象时，必须注意以下几个方面的问题．１．注意坐标轴的物理意义弄清两个坐标轴各代表什么物理量，以便了解图象所反映的是哪两个物理量之间的相互转化关系．有些图象，虽然形状相同，由于坐标轴所代表的物理量不同，它们反映的物理规律

6、就截然不同，如振动图象和波动图象等．２．注意图象特征注意观察图象是直线、曲线，还是折线等，从而弄清图象所反映两个物理量之间的关系，进而明确图象反映的物理内涵．３．注意截距的物理意义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理意义．例1某同学做了如下的力学实验：一个质量为ｍ的物体放在水平面上，物体受到向右的水平拉力F的作用后运动，设水平向右为加速度的正方向，如图3（ａ）所示．现测得物体的加速度ａ与拉力F之间的关系如图３（ｂ）所示，由图象可知，物体的质量ｍ＝______________；物体与水平面间的动摩擦因数μ＝

7、______________．图３解析分析题给图象，写出加速度ａ与拉力F的函数关系式为ａ＝0．２Ｆ－４，根据牛顿第二定律得ａ＝(Ｆ－μｍｇ)/ｍ＝Ｆ/ｍ－μｇ．比较上述两个关系式的系数，得１/ｍ＝0.２，μｇ＝４．所以，物体的质量为ｍ＝５ｋｇ，物体与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.４．４．注意斜率的物理意义物理图象的斜率代表两个物理量增量之比值，其大小往往代表另一物理量值．如ｓ-ｔ图象的斜率为速度，ｖ-ｔ图象的斜率为加速度、Φ-ｔ图象的斜率为感应电动势、U-Ｉ图象的斜率为负载的电阻等．５．注意面积

8、的物理意义有些物理图象的图线与横轴所围的面积的值，它常代表另一个物理量的大小