利用图像解决物理问题

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1、利用图像解决物理问题南陵中学苏忠山物理规律用数学表达出来后，实质是一个函数关系式，如果这个函数式仅有两个变量，就可用图象来描述物理规律。这样就将代数关系转变为几何关系，而几何关系往往具有直观、形象、简明的特点。因此，由图象处理物理问题可达到化难为易，化繁为简的目的。若将不同的研究对象的运动规律或同一研究对象不同阶段的运动规律在同一坐标上的图象作出来，那么图象可比较的特点就彰显出来。因此，图象可以处理对象多、过程复杂的一些问题。更有一些用文字或公式很难表达清楚地物理规律、物理过程，也可以用图象直观、简明地表达出来。利用图象法解题，思路清晰，过程简捷。应用图象研究物理问题，有利于培养学生数形结合，

2、形象思维，灵活处理物理问题的能力，也是高考中体现能力的命题点。一、高考中对图象的考查主要从以下几个方面来命题：1、通过对物理过程的分析找出与之对应的图象描绘。2、通过对已知图象的分析寻找其内部蕴含的物理规律。3、图象的转换——用不同的图象描述同一物理规律或结论。4、综合应用物理图象分析解决问题。下面将高考考纲要求的常见物理图像归类：1）力学部分：位移—时间（s-t图像）速度—时间（v-t图像）力—时间（f-t图像）力—位移（f-s图像）振动图象（x-t图像）波动图像（y-x图像）2）电磁学部分：电压—电流（U-I图像）电流—时间(I-t图像)感应电流图象电磁感应中图像（Φ-t图、E-t图）交流

3、电图象（e-t图、i-t图）闭合电路的P出-R图3）实验部分：验证牛顿第二定律（a-F图象、a－1/m图象）弹簧的弹力图象（F-Δx图像）伏安特性曲线（I-U图象）路端电压—电流（U-I图象）用单摆测重力加速度(T2-L图象)二、物理图像的复习与训练（一）理解图像中的物理意义历年高考中出现的图像题较多，有部分基础题可以直接根据图像给出的函数间关系求解，而这类题只需要学生能真正理解图像的物理意义，即可得心应手的进行处理并找出正确答案。具体可以从如下几部分帮助学生进行梳理：1、纵轴和横轴所代表的物理意义明确了两个坐标轴所代表的物理量，则清楚了图象所反映的是哪两个物理量之间的对应关系。有些形状相同的

4、图象，由于坐标轴所代表的物理量不同，它们反映的物理规律就截然不同，如振动图象和波动图象（如下图所示）；另外，在识图时还要看清坐标轴上物理量所注明的单位。比如，波动图象的横纵坐标都表示长度，但单位往往不一样，当判断质点在一定的时间内通过的位移和路程时经常出错。2、图象中图线的特征6注意观察图象中图线的形状是直线、曲线，还是折线等，分析图线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。如金属导体的伏安特性曲线反应了电阻随温度的升高而增大（如下左一图）。图线分析时还要注意图线的拐点具有的特定意义，它是两种不同变化情况的交界，即物理量变化的突变点。3、截距的物理意义截距是图线与两坐标轴的交点

5、所代表的坐标数值，该数值具有一定的物理意义。如上右一图，图像中的横、纵截距分布表示的是电路中的两个物理量：电动势和短路电流。4、斜率的物理意义物理图象的斜率代表两个物理量变化量的比值，其大小往往代表另一物理量值。如s-t图象的斜率为速度，图象的斜率为加速度、图象的斜率为负载的电阻等。5、图象中图线与坐标轴所围面积的物理意义有些物理图象的图线与横轴所围的面积的数值，常代表另一个物理量的大小。如图中，图线与t轴所夹的面积代表位移；图象中图线与s轴所夹的面积代表功；图象中图线与t轴所夹的面积代表冲量；图象中图线与t轴所夹的面积代表电量。（二）借助物理图像解决物理问题高考题中逐步渗透对学生创新能力的考

6、查，运用图象处理物理问题便是最好的知识和创新能力的结合点之一。当题目设定的情境较为复杂且用物理公式等方法较难解决时，可以考虑从图像入手来解决问题，这样可以避免复杂的运算过程，而且常能从图像上触发灵感，另辟蹊径，可达到事半功倍的效果。具体可以如下办法处理：（1）认真审题，根据题中所要求解的物理量，结合相应的物理规律确定横纵坐标表示的物理量；（2）根据题意，找出两个物理量的制约关系，结合具体的物理过程和相应的物理规律作出函数图像；（3）运用函数图像进行表达、分析和推理从而找出相应的变化规律。1、巧用图像的斜率物理图象的斜率代表两个物理量增量的比值，其大小往往代表另一物理量值。如图象的斜率为速度，图

7、象的斜率为加速度、图象的斜率为负载的电阻等。当要比较两物体的速度和加速度时，作图象往往会有“踏破铁鞋无觅处，得来全不费功夫”的感觉。6【例题1】、如图所示质量相同的木块A、B用轻弹簧相连，静止在光滑水平面上。弹簧处于自然状态。现用水平力F向右推A。则从开始推A到弹簧第一次被压缩到最短的过程中，下列说法中正确的是（　　　）A．两物块速度相同时，加速度aA=aBB．两物块速度相同时，加速度aA＞aBC