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时间:2018-12-17
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1、考点7研究物理问题的图象方法知识精讲一.本周教学内容:考点7研究物理问题的图象方法二.命题趋势高考说明对图象的要求不高,一般都只要求理解它的物理意义,并不要求用它去分析问题,但命题者常常突破这一限制。例如考试说明中明确指出:“对于振动图象和波的图象,只要求理解他们的物理意义,并能识别它们”,但2001年高考理科综合试卷的第20题,却要求考生把波的图象和振动图象两者结合起来进行综合分析,明显超过了考试说明的要求。不过反过来恰好体现了命题的原则——遵循考试说明,但不拘泥于考试说明。因此在图象这一类重要问题的复习上,不要太受框框的限制。近年高考图象出现的频率较高,尤其在选择题、填空题、实验
2、题中。有关图象试题的设计意图明显由“注重对状态的分析”转化为“注重对过程的理解和处理”。现行教材中相对强调运动图象的地位,注重用数形结合的思想分析物体的运动,所以不能忽视。更为重要的是用速度—时间图象分析一些追赶、比较加速度大小、所用时间的最值和碰撞等问题是极为方便的。简谐运动和简谐波是历年必考的热点内容。题目难度多数中档,考查的重点是波的图象的综合运用,特别是波的传播方向与质点振动方向间的关系。这类试题能很好的考查理解能力、推理能力和空间想象能力,要引起足够的重视。电磁感应现象中,结合感应电流—时间图象分析问题,近几年也有时出现;另外用图象处理实验的题也是高考命题的趋势。三.知识概
3、要在物理学中,两个物理量间的函数关系,不仅可以用公式表示,而且还可以用图象表示。物理图象是数与形相结合的产物,是具体与抽象相结合的体现,它能够直观、形象、简洁的展现两个物理量之间的关系,清晰的表达物理过程,正确地反映实验规律。因此,利用图象分析物理问题的方法有着广泛的应用。图象法的功能主要有:1.可运用图象直接解题。一些对情景进行定性分析的问题,如判断对象状态、过程是否能够实现、做功情况等,常可运用图象直接解答。由于图象直观、形象,因此解答往往特别简捷。2.运用图象能启发解题思路。图象能从整体上把物理过程的动态特征展现得更清楚,因此能拓展思维的广度,使思路更清晰。许多问题,当用其他方
4、法较难解决时,常能从图象上触发灵感,另辟蹊径。3.图象还能用于实验。用图象来处理数据,可避免繁杂的计算,较快地找出事物的发展规律或需求物理量的平均值。也可用来定性的分析误差。应用图象解题应注意以下几点:1.运用图象首先必须搞清楚纵轴和横轴所代表的物理量,明确要描述的是哪两个物理量之间的关系。如辨析简谐运动和简谐波的图象,就是根据坐标轴所表示的物理量不同。2.图线并不表示物体实际运动的轨迹。如匀速直线运动的s—t图是一条斜向上的直线,但实际运动的轨迹可能是水平的,并不是向上爬坡。3.要从物理意义上去认识图象。由图象的形状应能看出物理过程的特征,特别要关注截距、斜率、图线所围面积、两图线
5、交点等。很多情况下,写出物理量的解析式与图象对照,有助于理解图象物理意义。【典型例题】[例1]一物体做加速直线运动,依次通过A、B、C三点,AB=BC。物体在AB段加速度为a1,在BC段加速度为a2,且物体在B点的速度为,则()A.a1>a2B.a1=a2C.a16、沿直线爬行,它的速度与到蚁巢中心的距离成反比,当蚂蚁爬到距巢中心的距离L1=1m的A点处时,速度是v1=2cm/s。试问蚂蚁从A点爬到距巢中心的距离L2=2m的B点所需的时间为多少?点拨解疑:本题若采用将AB无限分割,每一等分可看作匀速直线运动,然后求和,这一办法原则上可行,实际上很难计算。题中有一关键条件:蚂蚁运动的速度v与蚂蚁离巢的距离x成反比,即,作出图象如图2所示,为一条通过原点的直线。从图上可以看出梯形ABCD的面积,就是蚂蚁从A到B的时间:s点评:解该题的关键是确定坐标轴所代表的物理量,速率与距离成反比的条件,可以写成,也可以写成,若按前者确定坐标轴代表的量,图线下的面积7、就没有意义了,而以后者来确定,面积恰好表示时间,因此在分析时有一个尝试的过程。[例3]在光滑的水平面上有一静止的物体,现以水平恒力甲推这一物体,作用一段时间后,换成相反方向的水平恒力乙推这一物体。当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时,物体恰好回到原处,此时物体的动能为32J。则在整个过程中,恒力甲做功等于多少J?恒力乙做功等于多少J?点拨解疑:这是一道较好的力学综合题,涉及运动、力、功能关系的问题。粗看物理情景并不复杂,但题意直接给的条件不多,只能深挖题
6、沿直线爬行,它的速度与到蚁巢中心的距离成反比,当蚂蚁爬到距巢中心的距离L1=1m的A点处时,速度是v1=2cm/s。试问蚂蚁从A点爬到距巢中心的距离L2=2m的B点所需的时间为多少?点拨解疑:本题若采用将AB无限分割,每一等分可看作匀速直线运动,然后求和,这一办法原则上可行,实际上很难计算。题中有一关键条件:蚂蚁运动的速度v与蚂蚁离巢的距离x成反比,即,作出图象如图2所示,为一条通过原点的直线。从图上可以看出梯形ABCD的面积,就是蚂蚁从A到B的时间:s点评:解该题的关键是确定坐标轴所代表的物理量,速率与距离成反比的条件,可以写成,也可以写成,若按前者确定坐标轴代表的量,图线下的面积
7、就没有意义了,而以后者来确定,面积恰好表示时间,因此在分析时有一个尝试的过程。[例3]在光滑的水平面上有一静止的物体,现以水平恒力甲推这一物体,作用一段时间后,换成相反方向的水平恒力乙推这一物体。当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时,物体恰好回到原处,此时物体的动能为32J。则在整个过程中,恒力甲做功等于多少J?恒力乙做功等于多少J?点拨解疑:这是一道较好的力学综合题,涉及运动、力、功能关系的问题。粗看物理情景并不复杂,但题意直接给的条件不多,只能深挖题
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