浅议图像法分析物理问题中的几处应用a.doc

《浅议图像法分析物理问题中的几处应用a.doc》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、浅议图像法在分析物理问题中的几处应用袁晓梅　　上海市扬子中学　上海　202150　　用图像来描述两个物理量之间的关系是物理学中常用的工具。利用图像法分析解答问题直观、简捷。对于物理学中两个物理量之间的关系，图像除了能直接表明其变化特点，提供直观、清晰的物理图景外，还常能表示其他物理量的变化情况。充分利用图像带来的信息，是求解物理题的一种有效方法；反过来，充分利用图像的功能来达到理解、解读题设条件中的物理情景，寻找物理量之间的关系的方法，更是被广泛应用。下面结合物理学问题的特点，就图像法在几类问题中的应用作一个探讨：一、v—t图在分析运动学问题中的应用υ（m/s）0t（s）v2vt图1121

2、．一质点在a、b两点之间做匀速直线运动，加速度方向与初速度方向相同，当在a点初速度为v时，从a点到b所用的时间为t，当在a点初速度为2v时，保持其他量不变，从a点到b点所用时间为t＇，则（）A．t＇﹥B．t＇=C．t＇﹤D．t＇=tυ（m/s）0t（s）tv0vp图2解析：两种情况下质点运动的加速度和位移相等，在v-t图像中，则是速度图线的斜率以及与横轴所夹的面积相等，如图1所示，显然阴影部分的面积2要大于1，则说明初速度为2v时的运动时间要大于。2．子弹水平射入放在光滑水平面上静止的木块，已知子弹入射时速度为v0，射入木块s深后与木块共同以速度v运动，设子弹与木块均做匀变速直线运动，求从

3、子弹射入木块至与木块相对静止的过程中木块滑行的距离。解析：画出子弹和木块运动的v-t图像，则图中梯形v00tp的面积表示子弹射入木块并和木块达到相同速度时这段时间内通过的位移，而图中的三角形0tp的面积则表示木块在相同时间内通过的位移，由于子弹比木块多运动位移s，图中的阴影三角形面积就表示子弹比木块多的位移s。则有s=v0t，木块滑行的位移为s＇=vt=。3．如图3所示，两个质量完全一样的小球，从光滑的a管和b管由静止滑下到达C处，设转弯处无能量损失，比较两球用时长短。（B、D两点在同一水平线上）。解析：小球沿a、b两管道滑下时，通过的路程相等，从a管滑下的小球在AB上的加速度和从b管滑下

4、的小球在DC上的加速度大小相等，两小球在BC、AD上的加速度大小也相等，再者两小球下滑通过的路程和到达C点的速度大小相等，故作出它们经过a、b两管运动到达C点的v-t图像如图4所示。从图像中反映为速度图线与横轴所夹的面积相等，所以显然ta＜tb。也就是说先以较大加速度加速的小球先到达C处。BAQDCba图3图4υ（m/s）0t（s）tatbab二、U—I图像在分析电学问题中的应用　图1U—I图线是导体的伏安特性曲线，反映了加在导体两端的电压随电流的变化关系。如果是外电路的电压随电流变化的关系图线，与坐标轴的交点还能反映出电源的电动势（与纵轴的交点），利用图线的斜率即可求出电源的内阻，再者图

5、线与横轴所夹的面积还能表示用电器消耗的功率。但近几年高考对U—I图线的考查并不停留在这个层面上，而是要大家借助题中图像给出的信息及由电路特点确定的隐含信息，或由电路特点根据相关的电阻、电流、电压的关系作出另一条U—I图线与图中所给的图线相交，借助交点隐含的信息找到分析问题的突破口。下面试举例分析：1．两个额定电压为220V的白炽灯L1和L2的U—I特性曲线如图所示。L2的额定功率约为______W；现将L1和L2串联后接在220V的电源上，电源内阻忽略不计.此时L2的实际功率约为W.解析：求L2的额定功率比较简单，从图像中找出对应220V电压时的电流，由P=UI即可求出功率为99W。当把L

6、1和L2串联后接在220V的电源上，要求此时L2的实际功率，则需要从图线中找出两者电压之和等于220v电压时所对应的电流及L2的电压才能求解，由图像可知，此时对应的电流为0.25A，电压为70V，故功率为17.5W。2．图2为某一小灯泡的U—I图线。现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4Ω的定值电阻R串联，接在内阻为1Ω、电动势为5V的电源两端，如图3所示，则通过每盏小灯泡的电流强度为_____________，此时小灯泡的电阻为__________Ω。U/VI/A00.10.20.30.40.512345图3εrRL2L1A图2U/VI/A00.10.20.30.40.512345图4解析

7、：从图2可知外电路由两部分组成，若把定值电阻R看成是电源内部的电阻，则小灯泡两端的电压就为外电压，等效电源的内阻为5Ω，知道电源的电动势和内阻就可以在U—I图线中作一条端压随电流变化的直线与小灯泡的U—I图线相交，此时交点的电压即为小灯泡两端的电压2V，电流为通过一个小灯泡的电流0.3A，由R===6.67Ω。图5RR0R1AB3．在如图5所示的电路中，标准电阻R0=1.0kΩ，其阻值不随温度变化，R1为可变电阻。电源电