物理图像在解题中应用

高考物理图像法解题技巧大全像中图线与纵、横轴的截距是另一个值得关注的地方，常常是题目中的隐含条件，下面是小编为大家整理的关于高考物理图像法解题技巧大全，希望对您有所帮助。

欢迎大家阅读参考学习!高考物理图像法解题技巧一、方法简介图像法将物理量间的代数关系转变为几何关系，运用图像直观、形像、简明的特点，来分析解决物理问题，由此达到化难为易、化繁为简的目的.高中物理学习中涉及大量的图像问题，运用图像解题是一种重要的解题方法.在运用图像解题的过程中，如果能分析有关图像所表达的物理意义，抓住图像的斜率、截距、交点、面积、临界点等几个要点，常常就可以方便、简明、快捷地解题.二、典型应用1.把握图像斜率的物理意义在v-t图像中斜率表示物体运动的加速度，在s-t图像中斜率表示物体运动的速度，在U-I图像中斜率表示电学元件的电阻，不同的物理图像斜率的物理意义不同.2.抓住截距的隐含条件图像中图线与纵、横轴的截距是另一个值得关注的地方，常常是题目中的隐含条件.例1、在测电池的电动势和内电阻的实验中，根据得出的一组数据作出U-I图像，如图所示，由图像得出电池的电动势E=______ V，内电阻r=_______ Ω.【解析】电源的U-I图像是经常碰到的，由图线与纵轴的截距容易得出电动势E=1.5 V，图线与横轴的截距0.6 A是路端电压为0.80伏特时的电流，(学生在这里常犯的错误是把图线与横轴的截距0.6 A当作短路电流，而得出r=E/I短=2.5Ω 的错误结论.)故电源的内阻为:r=△U/△I=1.2Ω3.挖掘交点的潜在含意一般物理图像的交点都有潜在的物理含意，解题中往往又是一个重要的条件，需要我们多加关注.如：两个物体的位移图像的交点表示两个物体“相遇”.例2、A、B两汽车站相距60 km，从A站每隔10 min向B站开出一辆汽车，行驶速度为60 km/h.(1)如果在A站第一辆汽车开出时，B站也有一辆汽车以同样大小的速度开往A站，问B站汽车在行驶途中能遇到几辆从A站开出的汽车?(2)如果B站汽车与A站另一辆汽车同时开出，要使B站汽车在途中遇到从A站开出的车数最多，那么B站汽车至少应在A站第一辆车开出多长时间后出发(即应与A站第几辆车同时开出)?最多在途中能遇到几辆车?(3)如果B站汽车与A站汽车不同时开出，那么B站汽车在行驶途中又最多能遇到几辆车?【解析】依题意在同一坐标系中作出分别从A、B站由不同时刻开出的汽车做匀速运动的s一t图像，如图所示.从图中可一目了然地看出：(1)当B站汽车与A站第一辆汽车同时相向开出时，B站汽车的s 一t图线CD与A站汽车的s-t图线有6个交点(不包括在t轴上的交点)，这表明B站汽车在途中(不包括在站上)能遇到6辆从A站开出的汽车.(2)要使B站汽车在途中遇到的车最多，它至少应在A站第一辆车开出50 min后出发，即应与A站第6辆车同时开出此时对应B站汽车的s—t图线MN与A站汽车的s一t图线共有11个交点(不包括t 轴上的交点)，所以B站汽车在途中(不包括在站上)最多能遇到1l辆从A站开出的车.(3)如果B站汽车与A站汽车不同时开出，则B站汽车的s-t图线(如图中的直线PQ)与A站汽车的s-t图线最多可有12个交点，所以B 站汽车在途中最多能遇到12辆车.4.明确面积的物理意义利用图像的面积所代表的物理意义解题，往往带有一定的综合性，常和斜率的物理意义结合起来，其中v一t图像中图线下的面积代表质点运动的位移是最基本也是运用得最多的.例4、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32 J.则在整个过程中，恒力甲做功等于多少?恒力乙做功等于多少?【解析】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，只能深挖题中隐含的条件.下图表达出了整个物理过程，可以从牛顿运动定律、运动学、图像等多个角度解出，应用图像方法，简单、直观.作出速度一时间图像(如图a所示)，位移为速度图线与时间轴所夹的面积，依题意，总位移为零，即△0AE的面积与△EBC面积相等，由几何知识可知△ADC的面积与△ADB面积相等，故△0AB的面积与△DCB面积相等(如图b所示).即：(v1×2t0)= v2t0解得：v2=2v1由题意知, mv22=32J,故 mv12=8J,根据动能定理有W1= mv12=8J, W2= m(v22-v12)=24J5.寻找图中的临界条件物理问题常涉及到许多临界状态，其临界条件常反映在图中，寻找图中的临界条件，可以使物理情景变得清晰.例5、从地面上以初速度2v0竖直上抛一物体A，相隔△t时间后又以初速度v0从地面上竖直上抛另一物体B，要使A、B能在空中相遇，则△t应满足什么条件?【解析】在同一坐标系中作两物体做竖直上抛运动的s-t图像，如图.要A、B在空中相遇，必须使两者相对于抛出点的位移相等，即要求A、B图线必须相交，据此可从图中很快看出：物体B最早抛出时的临界情形是物体B落地时恰好与A相遇;物体B最迟抛出时的临界情形是物体B抛出时恰好与A相遇.故要使A、B能在空中相遇，△t应满足的条件为：2v0/g<△t<4v0/g通过以上讨论可以看到，图像的内涵丰富，综合性比较强，而表达却非常简明，是物理学习中数、形、意的完美统一，体现着对物理问题的深刻理解.运用图像解题不仅仅是一种解题方法，也是一个感悟物理的简洁美的过程.6.把握图像的物理意义例6、如图所示，一宽40 cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里.一边长为20 cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v=20 cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行.取它刚进入磁场的时刻t=0，在下列图线中，正确反映感应电流随时问变化规律的是【解析】可将切割磁感应线的导体等效为电源按闭合电路来考虑，也可以直接用法拉第电磁感应定律按闭合电路来考虑.当导线框部分进入磁场时，有恒定的感应电流，当整体全部进入磁场时，无感应电流，当导线框部分离开磁场时，又能产生相反方向的感应电流.所以应选C高考物理必背知识点1、大的物体不一定不能看成质点，小的物体不一定能看成质点。

巧用v-t图像的斜率和面积解题在高中物理的力学、电学、热学等模块中，活用图像法解题往往能更加直观快捷地把握题目。

图像作为一种解题的基本方法，存在于高中物理的各个模块之中。

其作为一种形象的解题方法，可以简化解题步骤，并能加深理解。

但同时其作为一种抽象模型，若处理不当反而会引发更大的困惑。

以下是笔者在实践中的一点心得，与大家交流分享，希望能让各位有所收获。

一、运用图像解题的基本思路应用任何一种方法前都应该明确其途径和目的，以防止方向性错误而做无用功。

（一）图像法的基本概念图像法是根据题意把复杂的物理过程有针对性地表示成物理图像，将物理量之间的代数关系转变成几何关系，运用其直观形象简明的特点来分析解决物理问题的方法。

根据图像法的概念，图像是题干的另一种表达和解释，故读图时应向设问方向思考，以充分发挥图像的效果。

（二）图像解题的基本步骤1. 明确未知量和所求量。

尤其是在所给物理量皆为字母的题目中，首先要确认已知与未知，以防结论中出现未知量。

2. 理解斜率和面积的意义。

对于不同种类的图像其斜率和面积代表的物理意义完全不同，明确其中的不同是图像解题的关键步骤。

3. 列式求值。

图像大都能准确全面的反映题干，但某些信息可能是没有表示在图上的，需要回到题干补齐关系式。

二、常见的几种图像斜率和面积的意义（一）力学模块中的图像力学模块主要涉及v-t，s-t两种图像。

在v-t图像中，由s=vt，运用微元法面积相加，该折线与横轴围成的面积表示该段时间内的路程；而由a=ΔvΔt，速度对时间求导，可知其斜率为该时段内的加速度。

在s-t图像中，由于其纵轴所对的数值即为该时刻下的位移，可知其面积无实际意义；由=ΔxΔt=x末-x初t末-t初=x2-x1t2-t1，可知其斜率为瞬时速度。

（二）电学模块中的图像电学模块中主要包含了电场中φ-x图像以及电路中的U-I图像。

在φ-x图像中，由Δφ=EΔx，可知其斜率表示该处电场强度沿x轴方向的分量，其面积没有实际意义。

作者： 钱登鹰
作者机构： 江苏省吴江区实验初级中学
出版物刊名： 华夏教师
页码： 65-66页
年卷期： 2017年 第B03期
主题词： 图象;斜率;面积
摘要：初中物理教学中涉及的图象很多,图像蕴含的信息也很多,它能形象直观地描述物理规律,使物理问题的解决更快捷,更方便,但只有对其中的斜率、面积等物理意义正确理解后才能正确运用图象解决问题。

在高中物理学习中,最先遇到的是x-t图象和v-t图象,很好地理解这两个图象能为以后高中学习力学、电学、热学的图象打好基础,起到促进作用。

关于速度图象在物理解题中的应用速度图象是一种表示物理规律的方法，可以直观地反映速度随时间变化的函数关系。

利用图象解题可以使解题过程简化，思路清晰，教师利用速度图象进行分析物理过程使学生容易理解物理过程，易于掌握知识。

速度图象解题直线运动物理规律的表示通常有两种方法，即公式法和图象法。

在直线运动的教学中，我们讲到速度—时间图象，简称速度图象，它能直观反映物体运动的速度随时间变化的关系。

相对公式法，用图象法来描述物理过程具有形象直观的特点，可以清晰地描述出物理量变化的动态特征，把物理量之间的相互依赖关系和线性关系、周期性等清晰地呈现出来，通过图象的比较，学生能够较容易的理解物理过程，发现物理规律，这种直观印象有时能透过事物的本质，诱使学生做更深入的探讨，利用图象法思路清晰可以使得物理问题简化明了，还能起到一般计算法所不能起到的作用，可以使物理概念得到进一步拓展，而且图象法能将物理学科和其它学科有机地结合起来，启迪学生的创新意识，培养创造能力，提高学生的综合能力。

以下是笔者在直线运动的教学过程中，关于速度图象在解题方法上应用的几个方面。

一、利用速度图像解决追及、相遇问题在直线运动教学中，我们经常见到相遇、追及等问题，如果用公式去计算，过程繁杂且对于初接触这类问题的学生也不容易理解，但用图象将运动过程反映出来，可以将繁杂的计算过程变得简单化，最重要的是学生就非常容易理解物理过程。

例1.在平直轨道上，甲、乙两物体相距为s（乙在甲前），同方向同时开始运动，甲以初速度为v0、加速度为a1做匀加速运动，乙做初速度为零、加速度为a2的匀加速运动，假定甲能从乙旁边通过而互不影响，下列情况可以发生的是（）。

a.当a1＞a2时，甲、乙只能相遇一次b.当a1＞a2时，甲、乙只能相遇两次c.当a1＜a2时，甲、乙只能相遇两次d.当a1=a2时，甲、乙只能相遇一次解析：由题目得知甲、乙的运动情况，则有可见，用公式计算再加上讨论这样繁杂过程才得出结果，并且在这解答过程更偏向数学化，学生对物理过程不是很清楚，但是，如果采用图象法处理，问题就简单多了，且学生对于物理过程很容易理解。

高中物理图像法解决物理试题解题技巧和训练方法及练习题1.问题：一个球从斜面上下滚动，求滚动过程中球心的加速度。

解题方法：通过绘制球在不同位置的速度矢量图，可以发现球心的加速度大小恒定为g*sinθ，方向沿斜面向下。

2.问题：一个火箭垂直向上发射，求其高度和速度随时间的变化关系。

解题方法：绘制高度-时间和速度-时间图像，根据火箭发射时的初速度和加速度，分析其运动状态。

3.问题：一个物体从高处自由落下，求其下落时间和落地时的速度。

解题方法：通过绘制速度-时间图，找到物体的初速度和加速度，并利用运动学公式求解。

4.问题：两个弹簧同时用力拉伸，求弹簧的合力和合力的方向。

解题方法：绘制拉伸弹簧的位移-力图，根据弹簧的弹性系数和拉伸量求解合力大小和方向。

5.问题：一个半径为R的圆盘在水平桌面上绕自身垂直轴心旋转，求其角速度和角加速度。

解题方法：通过绘制角速度-时间和角加速度-时间图像，利用旋转的基本关系式求解。

6.问题：一个抛体做匀速圆周运动，求其速度和加速度的大小。

解题方法：绘制速度-时间和加速度-时间图像，根据圆周运动的特点求解。

7.问题：一个光滑水平桌面上有一个质量为m的物体，另一边有一个质量为2m的物体，求两个物体之间的摩擦力。

解题方法：绘制摩擦力-加速度图像，根据牛顿第二定律和摩擦力公式求解。

8.问题：一个光滑水平桌面上有一个质量为m的物体，通过绳子连接一个质量为2m的物体，求系统的加速度。

解题方法：绘制受力-加速度图像，根据牛顿第二定律和受力平衡条件求解。

9.问题：一个光滑水平桌面上有一个质量为m的物体，与墙面接触，求物体受到的压力大小和方向。

解题方法：绘制压力-受力图像，根据受力平衡条件和压力的定义求解。

10.问题：一个电流为I的导线在磁场中受到力F，求导线的长度和磁场的大小。

解题方法：绘制力-电流图像，利用洛伦兹力公式和导线长度的关系求解。

高考物理图像法解决物理试题(一)解题方法和技巧及练习题(1)一、图像法解决物理试题1．平直的公路上有a 、b 两辆汽车同向行驶，t =0时刻b 车在前a 车在后，且两车相距s 0。

已知a 、b 两车的v -t 图象如下图所示，在0~t 1时间内，b 车的位移为s ，则下列说法中正确的是（ ）A ．0~t 1时间内a 车的位移为3sB ．若a 、b 在t 1时刻相遇，则s 0=sC ．若a 、b 在12t 时刻相遇，则023s s = D ．若a 、b 在12t 时刻相遇，它们将在123t 时刻再次相遇 【答案】A【解析】【分析】【详解】A.v −t 图象围成的面积表示位移，在0~t 1时间内a 围成的面积是b 的三倍，故A 正确；B.若a 、b 在t 1时刻相遇，则0s 等于该段时间内a 、b 位移差，则s 0=2s ，故B 错误；C.若a 、b 在12t 时刻相遇，该段时间内b 的位移为14s ，a 的位移为74s ，所以032s s =，故C 错误；D.如图若在12t 时刻相遇，它们将在132t 时刻再次相遇，D 错误。

故选A.【点睛】在速度时间图像中，需要掌握三点：一、速度的正负表示运动方向，看运动方向是否发生变化，只要考虑速度的正负是否发生变化；二、图像的斜率表示物体运动的加速度；三、图像与坐标轴围成的面积表示位移，在坐标轴上方表示正方向位移，在坐标轴下方表示负方向位移。

2．甲乙两车在一平直道路上同向运动，其v ﹣t 图象如图所示，图中△OPQ 和△OQT 的面积分别为s 1和s 2（s 1＜s 2）．初始时，甲车在乙车前方s 0处．下列判断错误的是（ ）A．若s0＝s1+s2，两车不会相遇B．若s0＜s1，两车相遇2次C．若s0＝s1，两车相遇1次D．若s0＝s2，两车相遇1次【答案】D【解析】【分析】【详解】由图线可知：在T时间内，甲车前进了s2，乙车前进了s1+s2；在t=T时，两车速度相同，若s0=s1+s2，则s0＞s1，两车不会相遇，故A正确；若s0+s2＜s1+s2，即s0＜s1，在T时刻之前，乙车会超过甲车，但甲车速度增加的快，所以甲车还会超过乙车，则两车会相遇2次，故B正确；若s0=s1，则s0+s2=s1+s2，即两车只能相遇一次，故C正确．若s0=s2，由于s1＜s2，则s1＜s0，两车不会相遇，故D错误；本题选错误的，故选D.3．平直马路上有同方向前后行驶的电车a和汽车b，它们的v－t图象如图所示。

利用t v -图象解题的六种类型金坛市第四中学 杨息祥速度-时间图象能形象地表述运动规律，直观地描述运动过程，鲜明地表示物理量之间的相互关系及变化趋势，所以速度-时间图象在中学物理中有着广泛的应用，有关图象及其应用的命题成为目前高考考查的热点。

速度-时间图象在实际应用中可大致归结为以下几种类型： 类型之一：定性讨论速度、加速度、位移的大小。

利用t v -图象定性分析，可避开复杂的计算，快速找出答案。

例1如图所示，质量相同的木块M 、N 用轻弹簧连接并置于光滑的水平面上，开始弹簧处于自然状态，现用水平恒力F 推木块M ，则弹簧第一次被压缩到最短过程中A. M 、N 速度相同时，加速度N M a a <B. M 、N 速度相同时，加速度N M a a =C. M 、N 加速度相同时，速度N M v v <D. M 、N 加速度相同时，速度N M v v >解析 弹簧第一次被压缩到最短时，M 、N M的加速度减小，N 的加速度增大。

根据此条件作出如上图所示的两物体的t v -图象。

由图象可看出，在1t 时刻两曲线切线平行，根据t v -图象上点的斜率的绝对值表示加速度的大小，斜率的正负表示加速度的方向，1t 时刻两物体加速度相同，此时，N M v v >；在2t 时刻弹簧压缩到最短，此时N M v v =而N M a a <，故A 、D 正确。

类型之二：定量计算速度、加速度、位移的大小。

利用t v -图象，可把较复杂的物理问题转变成较简单的数学问题解决。

例2 一质量为m=40kg 的小孩在电梯内的体重计上,电梯从t=0时刻由静止开始上升,在0到6s 内体重计示数F 的变化如上图所示.试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？（取重力加速度g=2/10s m ）解析 根据题目给定条件可作出电梯运动过程的t v -图象，如右图所示：根据t v -图象的物理意义,电梯在0~6s 内上升的高度等于梯形OABC 的面积,即92)63(21=⨯+⨯==OABC s h m 类型之三：求解追及相遇类问题将两物体的运动过程用t v -图象表示出来，根据图象可确定出两物体在追及过程中的时间及位移关系。

图像法本专题主要讲述图像法在物理学中的应用。

解决物理问题的依据主要是利用相应的物理规律，定量给出物理量间的函数关系式，而采用数、形转换这一手段将给出的函数关系式以图像的形式表现出来就称为函数的图像，它和用公式的形式给出的物理规律本质是一致的。

但表现的形式不同，图像能够直观、形象、动态地表达物理过程和物理规律。

有时候，在解决一些复杂问题时用图像法解题更为明了、简捷。

图像包含的信息内容非常丰富，可考查学生的数形结合能力和信息提取的能力。

图像的识别（2020·重庆模拟）如图所示，有一边长为L的正方形线框abcd，由距匀强磁场上边界H处静止释放，其下边刚进入匀强磁场区域时恰好能做匀速直线运动。

匀强磁场区域宽度也为L，ab边开始进入磁场时记为t1，cd边出磁场时记为t2，忽略空气阻力，从线框开始下落到cd边刚出磁场的过程中，线框的速度大小v、加速度大小a、ab两点的电压大小U ab、线框中产生的焦耳热Q随时间t的变化图像可能正确的是（）A．B．C．D．关键信息：边刚进入匀强磁场区域时恰好能做匀速直线运动→线框所受安培力与重力平衡→分析出cd边出磁场之前线框也做匀速直线运动ab边开始进入磁场→ab边相当于电源，ab两点间电压对应的是路端电压，U ab＝34Ecd边出磁场前→ab两点间电压对应的是ab两点间这段导线电阻的电压，U ab＝14E线框中产生的焦耳热Q→因线框进入磁场之后的下落是做匀速直线运动，所以线框中的电流大小不变，可结合法拉第电磁感应定律以及焦耳定律进行计算解题思路：由右手定则判断出感应电流的方向，由法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小，进而得到安培力，再根据平衡条件、牛顿第二定律、电路知识、焦耳定律等进行相关计算、判断。

AB．线框从磁场上方H处开始下落到下边刚进入磁场过程中线框做自由落体运动；因线框下边刚进入匀强磁场区域时恰好能做匀速直线运动，可知线框直到cd边出磁场时也做匀速直线运动，可知A、B错误；CD．线框ab边进入磁场的过程：E＝BLv，ab边相当于电源，则U ab＝34BLv；cd边进入磁场的过程：E＝BLv，cd边相当于电源，ab边相当于外电路中的一个电阻，其电阻为线框电阻的14，则U ab＝14BLv；线框进入磁场和出磁场过程中电动势相同，均为E＝BLv，时间相同，则线框中产生的热量Q＝2EtR相同；故C项正确，D错误。