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1、高中物理图象专题本讲稿第一页，共二十三页 物理图像，主讲物理量之间的函数物理图像，主讲物理量之间的函数关系图像。关系图像。是直观地反映物理量之间关系的一是直观地反映物理量之间关系的一种数学方法，在物理学中具有广泛的应种数学方法，在物理学中具有广泛的应用。用。学生对物理图像的理解应用是高考学生对物理图像的理解应用是高考要求的必备能力和必考问题。要求的必备能力和必考问题。本讲稿第二页，共二十三页一物理图像的作用及应用物理图像解题的优势一物理图像的作用及应用物理图像解题的优势二高考试题中常见的图像种类二高考试题中常见的图像种类三高考考纲及近三年（三高考考纲及近三年（07-09年）考题分析年）考题分析
2、本讲稿第三页，共二十三页一物理图像的作用及应用物理图像解题的优势一物理图像的作用及应用物理图像解题的优势1.抽象的概念直观形象。抽象的概念直观形象。2.物理过程一目了然，特别是动态变化过程清晰明朗。物理过程一目了然，特别是动态变化过程清晰明朗。3.物理量之间的函数关系明确，还可以恰当地表示矢量物理量之间的函数关系明确，还可以恰当地表示矢量 的大小和方向。的大小和方向。4.用图像处理物理实验数据能使误差大大减小。用图像处理物理实验数据能使误差大大减小。本讲稿第四页，共二十三页一物理图像的作用及应用物理图像解题的优势一物理图像的作用及应用物理图像解题的优势5.蕴含大量的信息蕴含大量的信息 轴、线、
3、点、面、斜率轴、线、点、面、斜率（1）轴：）轴：x和和y轴的表示的物理量轴的表示的物理量 解题时灵活选取坐标轴。解题时灵活选取坐标轴。比如牛顿第二定律中比如牛顿第二定律中a-m，图像为，图像为 双曲线，但若双曲线，但若x轴选取轴选取1/m，则图像，则图像 为直线。为直线。am1/m本讲稿第五页，共二十三页一物理图像的作用及应用物理图像解题的优势一物理图像的作用及应用物理图像解题的优势（2）线）线 函数关系：函数关系：线性关系（正比、一次函线性关系（正比、一次函数等），二次函数（抛物线），反比函数数等），二次函数（抛物线），反比函数（双曲线），正弦函数，波动函数（方波，（双曲线），正弦函数，波动
4、函数（方波，锯齿波）等。锯齿波）等。渐近线、切线：渐近线、切线：斜率和变化趋斜率和变化趋 势，如图势，如图 复合线：复合线：如图如图 两图线的对比：两图线的对比：应用图像解题应用图像解题 的重要方法。的重要方法。本讲稿第六页，共二十三页（3）点：）点：拐点（转折点）：如图拐点（转折点）：如图 极值点：如图极值点：如图 交点：如图交点：如图 端点（初始点和结束点）端点（初始点和结束点）截距点（与截距点（与x和和y轴轴的交点的交点）一物理图像的作用及应用物理图像解题的优势一物理图像的作用及应用物理图像解题的优势ff滑动摩擦静摩擦tg=（4）面和斜率）面和斜率本讲稿第七页，共二十三页二高考试题中常见
5、的图像种类二高考试题中常见的图像种类1.较常用的：较常用的：运动学中运动学中:s-t v-t a-t图像等图像等 动力学中动力学中:a-F a-1/m 图像等，振动图像等，振动x-t，波动波动y-x，交流电，交流电e-t，I-t 等等等等ts(v)(a)ox(e)(I)otT2T本讲稿第八页，共二十三页2.实验中的图像：实验中的图像：I-U 伏安曲线伏安曲线 U-I 电动势和内阻电动势和内阻 T2-L单摆等等单摆等等二高考试题中常见的图像种类二高考试题中常见的图像种类U/VI/A8405 10U/VI/A8405 10U/VI/A8645 100T2/s20 1 2 3 4L/m1284本讲稿
6、第九页，共二十三页3.教材中未出现但有重要应用的图像：教材中未出现但有重要应用的图像：F-t，F-s示功图，机械能中示功图，机械能中Ek-Ep，p-t 图图 等，电磁感应中的等，电磁感应中的-t图、图、E-t图、图、B-t图等图等4.另类图像：另类图像：P-R电源输出功率和电阻关系，电源输出功率和电阻关系，A-f共振曲线，共振曲线，F-r 分子力与距离关系，分子力与距离关系，Ep r分子势能与距离关系，分子势能与距离关系，Ekm-v光光电效应，电效应，m-Z核子平均质量与原子序数关系等等核子平均质量与原子序数关系等等二高考试题中常见的图像种类二高考试题中常见的图像种类本讲稿第十页，共二十三页F
7、斥斥力力引引力力rr0力力力力r力力r力力r(r)0（Ep）（A）（f0）（f）本讲稿第十一页，共二十三页模模块块内容内容要求要求考考纲纲中能力要求中能力要求第一册第一册匀匀变变速直速直线线运运动图动图像像必要必要时时能能运用运用结结合合图图形、形、函数函数图图像像进进行表行表达分析达分析第二册第二册交交变电变电流流图图像像第三册第三册简谐简谐运运动图动图像像横波的横波的图图像像三三.高考考纲及近三年（高考考纲及近三年（07-09年）考情分析年）考情分析本讲稿第十二页，共二十三页匀变速运动的图像匀变速运动的图像2007年理年理综综全国卷全国卷15 2008年江年江苏苏卷卷052007年海南卷年
8、海南卷08 2007年理年理综综四川卷四川卷20 2008年理年理综综山山东东卷卷17 2007年理综宁夏卷年理综宁夏卷16 2009年理年理综综全国卷全国卷.202009年理年理综综安徽卷安徽卷162007年理综山东卷年理综山东卷202009年理年理综综浙江卷浙江卷212009年理年理综综山山东东卷卷172008年广东卷年广东卷10 2008年理年理综综天津卷天津卷21 2009年江年江苏苏卷卷092008年广东理科基础年广东理科基础10 2008年理年理综综四川卷四川卷192008年海南卷年海南卷08 2009年理年理综综福建卷福建卷17电电磁感磁感应应中的中的图图像像问题问题2008年理
9、综宁夏卷年理综宁夏卷17 2007年理年理综综天津卷天津卷21 2007年理年理综综全国卷全国卷21 2008年理综四川卷年理综四川卷18 2007年江年江苏苏卷卷05 2007年理年理综综全国卷全国卷21 2009年广东卷年广东卷032008年上海卷年上海卷22 2007年上海卷年上海卷232009年理综全国卷年理综全国卷.152008年理年理综综全国卷全国卷17 2008年理年理综综全国卷全国卷21 2009年海南卷年海南卷082008年理年理综综全国卷全国卷20 图图像在力学解像在力学解题题中的中的应应用用2008年上海卷年上海卷10 振振动图动图像与波像与波动图动图像像2008年理年理
10、综综天津卷天津卷20 2009年理年理综综宁夏卷宁夏卷192008年理年理综综全国卷全国卷16 2008年江年江苏苏卷卷05 2007年理年理综综全国卷全国卷15 2008年理年理综综山山东东卷卷17 2009年理年理综综北京卷北京卷172008年理年理综综天津卷天津卷20 本讲稿第十三页，共二十三页(2007年年海海南南卷卷8)两两辆辆游游戏戏赛赛车车、在在两两条条平平行行的的直直车车道道上上行行驶驶。时时两两车车都都在在同同一一计计时时线线处处，此此时时比比赛赛开开始始。它它们们在在四四次次比比赛赛中中的的图图如如图图所所示示。哪些图对应的比赛中，有一辆赛车追上了另一辆哪些图对应的比赛中，
11、有一辆赛车追上了另一辆 ()510 15 20 25510Oabt/sv/(ms-1)510 15 20 25510Oabt/sv/(ms-1)510 15 20 25510Oabt/sv/(ms-1)510 15 20 25510Oabt/sv/(ms-1)ADCB解：解：v-t图像与坐标轴所围的面积表示位移的大小。可以看出在图像图像与坐标轴所围的面积表示位移的大小。可以看出在图像A和和C中，中，当当t=20s时，时，a、b的位移相等，有一辆赛车追上了另一辆；的位移相等，有一辆赛车追上了另一辆；在图像在图像B中，中，b的位移总比的位移总比a的位移大，的位移大，a始终追不上始终追不上b；在图像
12、在图像D中，中，0-10s内，内，a的平均速度等于的平均速度等于5m/s，b做匀速运动速度等于做匀速运动速度等于7.5m/s，所以，所以10s内内b的位移比的位移比a的位移大，的位移大，10-12.5s内，内，12.5-15s内，内，15s后，后，a的速度比的速度比b的速度小，故的速度小，故a始终追不上始终追不上b，正确选项为，正确选项为AC.本讲稿第十四页，共二十三页（2008年广东卷年广东卷10）某人骑自行车在平直道路上行进，图中的实线）某人骑自行车在平直道路上行进，图中的实线记录了自行车开始一段时间内的记录了自行车开始一段时间内的vt图象，某同学为了简化计算，图象，某同学为了简化计算，用
13、虚线作近似处理，下列说法正确的是（用虚线作近似处理，下列说法正确的是（）A在在t1时刻，虚线反映的加速度比实际的大时刻，虚线反映的加速度比实际的大B在在0t1时间内，由虚线计算出的平均速时间内，由虚线计算出的平均速 度比实际的大度比实际的大C在在t1t2时间内，由虚线计算出的位移时间内，由虚线计算出的位移 比实际的大比实际的大D在在t3t4时间内，虚线反映的是匀速运动时间内，虚线反映的是匀速运动解：在解：在t1时刻，虚线的斜率比实线上该点的斜率小，选项时刻，虚线的斜率比实线上该点的斜率小，选项A错；在错；在0t1时间内，虚线与时间内，虚线与坐标轴所围的面积比实线的大，即由虚线计算出的位移比实线
14、的大，所以由虚坐标轴所围的面积比实线的大，即由虚线计算出的位移比实线的大，所以由虚线计算出的平均速度比实际的大，选项线计算出的平均速度比实际的大，选项B正确；在正确；在t1t2时间内，虚线与坐标轴所时间内，虚线与坐标轴所围的面积比实线的小，即由虚线计算出的位移比实线的小，选项围的面积比实线的小，即由虚线计算出的位移比实线的小，选项C错；在错；在t3t4时间内，时间内，虚线与虚线与t 轴平行，即速度不变，选项轴平行，即速度不变，选项D正确。正确。tv0t1t2t3t4本讲稿第十五页，共二十三页（2009年理综全国卷年理综全国卷）两物体甲和乙在同一直线上运动，它）两物体甲和乙在同一直线上运动，它们
15、在们在00.4s时间内的时间内的v-t图象如图所示。若仅在两物体之间存在图象如图所示。若仅在两物体之间存在相互作用，则物体甲与乙的质量之比和图中时间相互作用，则物体甲与乙的质量之比和图中时间t1分别为分别为 ()A1/3和和0.30s B3和和0.30s C1/3和和0.28s D3和和0.28s解：本题考查图象问题。根据速度图象的特点可知甲做匀加速，乙解：本题考查图象问题。根据速度图象的特点可知甲做匀加速，乙做匀减速。根据做匀减速。根据 得得 ，根据牛顿第二定律，根据牛顿第二定律有有 ，由，由 ,得得t1=0.3s，选项，选项B正确。正确。v/ms-1t1t/s12340.400甲乙本讲稿第
16、十六页，共二十三页本讲稿第十七页，共二十三页本讲稿第十八页，共二十三页本讲稿第十九页，共二十三页RtRtRtRtBAC0t/sF2B4682A60t/sF480 x2C468t/s0t/sx2D468图乙图甲t/s0v2468本讲稿第二十页，共二十三页1.作图题：作图题：关键关键“列函数、画图像，看图像、列函数列函数、画图像，看图像、列函数”在描绘图像时，要注意物理量的单位、坐标轴标度的适当选择及函数图像的在描绘图像时，要注意物理量的单位、坐标轴标度的适当选择及函数图像的 特征等特征等,特别要注意把相关物理量的数值在坐标轴上标示清楚。特别要注意把相关物理量的数值在坐标轴上标示清楚。2.用图题：
17、用图题：关键关键“灵活选取坐标系，利用图像点与线，化抽象为形象灵活选取坐标系，利用图像点与线，化抽象为形象”“用图用图”就是运用图象分析和解决问题就是运用图象分析和解决问题.即利用图象中点（起点、交点、拐点、终点）、即利用图象中点（起点、交点、拐点、终点）、线（直、曲）、峰值、截距、斜率、面积、正负号等的物理意义来定性分析、定量计算或线（直、曲）、峰值、截距、斜率、面积、正负号等的物理意义来定性分析、定量计算或理解物理规律理解物理规律.“用图用图”时，要明确：时，要明确：a.图像所代表的物理过程图像所代表的物理过程 b.坐标所代表的物理量及其单位坐标所代表的物理量及其单位 c.图线上各点读数的
18、物理意义图线上各点读数的物理意义 d.图线与坐标轴上的截距的物理意义图线与坐标轴上的截距的物理意义 e.图线与坐标轴所围面积的物理意义图线与坐标轴所围面积的物理意义 f.图线渐近线的物理意义图线渐近线的物理意义 g.图线上一些特殊点（如第一大点中所述）的物理意义图线上一些特殊点（如第一大点中所述）的物理意义四物理图像考测问题的两大类型四物理图像考测问题的两大类型作图题，用图题作图题，用图题本讲稿第二十一页，共二十三页（隐隐形用形用图题图题）如如图图所示，所示，质质量量为为m的子的子弹弹以速度以速度v0水平水平击击穿放穿放在光滑水平面上的木在光滑水平面上的木块块，木，木块长为块长为L，质质量量为
19、为M。子。子弹弹穿穿过过木木块块后后木木块获块获得的得的动动能能为为Ek，系，系统损统损失的机械能失的机械能为为E损损，若木，若木块质块质量量M、子子弹质弹质量量m或子或子弹弹初速度初速度v0发发生生变变化，但子化，但子弹弹仍能穿仍能穿过过木木块块，那么，那么（设设木木块对块对子子弹弹的阻力及木的阻力及木块长块长均不均不变变）（09年石家庄一年石家庄一检检）M不不变变，m变变小，小，v0不不变变，则则木木块获块获得的得的动动能一定能一定变变大大 M变小，变小，m不变，不变，v0不变，则子弹损失的动能一定变小不变，则子弹损失的动能一定变小 M不变，不变，m不变，不变，v0变小，则木块获得的动能一
20、定不变变小，则木块获得的动能一定不变不论不论v0、m、M如何变化，系统损失的机械能一定不变如何变化，系统损失的机械能一定不变本讲稿第二十二页，共二十三页如如图图所示，所示，质质量量为为m的子的子弹弹以速度以速度v0水平水平击击穿放在光滑水平面上的木穿放在光滑水平面上的木块块，木，木块长为块长为L，质质量量为为M。子。子弹弹穿穿过过木木块块后木后木块获块获得的得的动动能能为为Ek，系，系统损统损失的机械能失的机械能为为E损损，若木，若木块质块质量量M、子、子弹质弹质量量m或子或子弹弹初速度初速度v0发发生生变变化，但子化，但子弹弹仍能穿仍能穿过过木木块块，那么（，那么（设设木木块对块对子子弹弹的阻力及木的阻力及木块长块长均不均不变变）M不不变变，m变变小，小，v0不不变变，则则木木块获块获得的得的动动能一定能一定变变大大 M变小，变小，m不变，不变，v0不变，则子弹损失的动能一定变小不变，则子弹损失的动能一定变小 M不变，不变，m不变，不变，v0变小，则木块获得的动能一定不变变小，则木块获得的动能一定不变不论不论v0、m、M如何变化，系统损失的机械能一定不变如何变化，系统损失的机械能一定不变解：根据解：根据 可知可知D正确。正确。bct10vtv0adt0正确答案：正确答案：BCD本讲稿第二十三页，共二十三页