物理图象在高考中的应用分析PPT教学课件

物理图象在高考中的 应用
2020/12/10
1
一、中学物理中常见的图象类型
限于中学教学知识水平，在中学物理范围内，常 用的函数图象有以下一些类型:正比例函数图象、 反比例函数图象、一次函数图象、二次函数图象、 正弦余弦函数图象，除了上述几种函数图象外， 中学物理还接触了一些函数关系图线，如分子之 间作用力与分子间距离的关系图线；闭合电路输 出功率与外电阻的关系函数图线；原子核的平均 结合能与原子核质量的关系图线等等。
4 恒定电压下平行板中的电场
板间距离
5
一定质量的物体的加速度
作用力
6
匀变速直线运动的位移
时间
7
电压一定时用电器的功率
用电器电阻
2020/12/10
3
二、图象的数学特征及其反映的物理意义
物理图象直观地反映了有关的物理量之间的函数 关系，而这种关系又体现了某个物理规律，这是 我们在制作或分析物理图象时，必须弄清的问题。 图象所反映的物理规律，常常是与图象本身的许 多数学特征相对应的。如果我们已寻清了这些数 学特征与物理意义的联系，那么整个物理规律也 就容易掌握了。那么，我们应当注意图象的哪些 数学特征呢
2020/12/10
9
ห้องสมุดไป่ตู้
6．图象的交点
在应用图象解题时，往往图线会相交。而不同的 图象交点的物理意义也不同。如v-t图象的交点表 示此时的速度相同（即方向相同，大小相等）；st图象的交点表示此时位移相同，即相遇；等等。 除了上述归纳的具有一定共性的特征外，某些个 别函数图象还有自己独有的某些数学特征，如正 弦函数图象中的周期和初相位等等。
2020/12/10
11
例1 图13—10是甲、乙、丙三物体在一条直线上运动的 位移随时间变化的图象，试判断它们分别作什么运动？ P点表示什么？
解：本题切不可将甲看为匀减速直 线运动，乙为匀加速直线运动， 丙为斜抛运动。
根据位移—时间图线的物理意义， 可知甲、乙两物体任何时刻，各 点的斜率始终不变，故甲、乙两 物体均作匀速直线运动。只不过 起始位置和运动方向不同而已。 丙物体的图线为抛物线，故丙作 匀加速直线运动，P点则表示甲、 乙、丙三物体在t1时刻相遇。
2020/12/10
7
4．图象的面积
在物理图象中，有时图线和坐 标轴所围的面积，也具有对 应的物理意义。 如图13－4所示的速度图线中， 物体在一段时间的位移与图 中阴影部分的“面积”等值； 在图13－7所示的力——位移 函数关系图象中，阴影部分 有关“面积”分别表示恒力 或变力在某段位移所做的功。
大，故物体作反向匀加速直线运
动。C点表示物体的速度为零。
②6秒内的位移
米
2020/12/10
2020/12/10
12
2．速度——时间图象
速度—时间图象是描述做直线运动的物 体其速度随时间变化的规律，从图象上可 判断物体作什么运动，图线的斜率表示加 速度的大小，纵轴上的截距代表物体起始 时刻的速度，横轴的截距表示速度为零时 所需的时间。图线的交点表示速度相等， 图线与时间轴所围的“面积”表示物体在 对应时间内发生的位移，在时间轴上方的 “面积”为正，下方为负，上、下面积的 代数和反映的是物体的位移。
2020/12/10
4
1、函数的定义域和物理图象的适 用范围
函数都有一定的定义域和值域，然而，作为 反映物理量之间的各种函数关系的定义域和 值域，又受到物理规律本身适用范围的限制。 这么一来，就使物理图象有它本身特定的适 用范围。在闭合电路中，路端电压与干路电 流强度的关系图线只有在实验条件下是成立 的（如图13-2实线）。若I→0时，失去了实 验 源意 ，义 这。 也若是实I=验Im时本，身电所流不太允大许，的可，能故烧在坏这电两 区域附近的图线也只能用虚线表示。
2020/12/10
5
2、图象中的斜率
图象中的数学特征之一 是图象上某一点的斜率， 而在物理图象中这个斜 率往往都是表征了一个 重要的物理量或物理常 数。如匀变速直线运动 的图线（图13-4）中的 斜率表示加速度；在电 磁感应中，磁通量与时 间的关系图线（图13-5） 的斜率表示感应电动势 的大小。
2020/12/10
2
例1 在、坐标里有一系列曲线，如图13－1所示，它们的坐标代表的物理
xy
量分别列于下表，指出表中各量的函数关系各属于哪一种曲线，请
用、、、……填在表中“曲线”空白栏里（C为抛物线，E为双曲线一支）。
曲线
1
恒定功率下汽车的牵引力
汽车速度
2
匀速运动的位移
时间
3
光在真空中的速度
频率
2020/12/10
10
三、物理图象的运用
一、力学中的图象
1．位移——时间图象 位移—时间图象中，图线反映的是物体的位移 随时间的变化规律，从图象中可判断物体作什 么运动。图线的斜率代表物体运动的速度大小， 纵轴的截距表示时物体的位移，横轴上的截距 表示位移为零所需的时间。图线的交点表示两 物体相遇。
2020/12/10
6
3、图象中的截距
所谓截距，就是指图象与坐标轴的交点到原点的距 离，这些截距也往往反映了物理变化过程中的某 些特殊情况——物理量的临界值。如图13－2所示， 该图线在纵坐标上的截距反映了当电路开路时 （I=0）的路端电压值，它恰好等于电源的电动势 E，该图线在横坐标上的截距，表示了电路短路时 （V=0）的最大电流值，Im=E/r。
2020/12/10
13
例2 某物体作直线运动的速度—时间图线如图13-12所示， 求①物体在0－6秒内的运动规律；②6秒内的位移。
解：①0-3秒内v-t图线为一直线，故
物体作匀加速直线运动。其加速
度图a线1=平2/行3（于mt轴/s，2）则，物3－体4作秒匀内速v-t 直线运动，v=2m/s。4－5秒内的 v-t图线为直线，故作匀变速运动。 其加速度a=-2m/s2，5－6秒内的 v-t图线为直线，v随t的增加而增
2020/12/10
8
5．图象中的极值
某些曲线图象上，极值坐标具有一定 的物理含义。如竖直上抛运动的图线； 全电路输出功率与电流关系的图线，输 出功率与外电阻变化关系的图线和振动 的图线等等，这些图线的极点坐标都反 映了一定的极值和产生条件。也可以根 据极点左右图象的走向来判断某一物理 量随着另一物理量的变化规律。