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2019 高考物理解題方法解析:圖像法
為了幫助參加高考的同學(xué)更好的復(fù)習(xí)考試的課程,查字典物理網(wǎng)小編編輯整理了 2019 高考物理解題方法解析,希望考生們通過對復(fù)習(xí)資料的熟練來為考試復(fù)習(xí)錦上添花。一、方法簡介
圖像法是根據(jù)題意把抽像復(fù)雜的物理過程有針對性地表示成物理圖像,將物理量間的代數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)閹缀侮P(guān)系,運(yùn)用圖像直觀、形像、簡明的特點(diǎn),來分析解決物理問題,由此達(dá)到化難為易、化繁為簡的目的 . 高中物理學(xué)習(xí)中涉及大量
的圖像問題,運(yùn)用圖像解題是一種重要的解題方法 . 在運(yùn)用圖像解題的過程中,如果能分析有關(guān)圖像所表達(dá)的物理意義,抓住圖像的斜率、截距、交點(diǎn)
2、、面積、臨界點(diǎn)等幾個(gè)要點(diǎn),常常就可以方便、簡明、快捷地解題 .
二、典型應(yīng)用
1. 把握圖像斜率的物理意義
在 v-t 圖像中斜率表示物體運(yùn)動的加速度,在 s-t 圖像中斜率表示物體運(yùn)動的速度,在 U-I 圖像中斜率表示電學(xué)元件的
電阻,不同的物理圖像斜率的物理意義不同.
2. 抓住截距的隱含條件
圖像中圖線與縱、橫軸的截距是另一個(gè)值得關(guān)注的地方,常
常是題目中的隱含條件 . 例 1、在測電池的電動勢和內(nèi)電阻的
實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)得出的一組數(shù)據(jù)作出U-I 圖像,如圖所示,由
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圖像得出電池的電動勢 E=______ V,內(nèi)電阻 r=_______ Ω.
【解析】電源的 U-I 圖像是經(jīng)常碰到的,由圖線與縱軸的截
距容易得出電動勢 E=1.5 V ,圖線與橫軸的截距 0.6 A 是路
端電壓為 0.80 伏特時(shí)的電流, ( 學(xué)生在這里常犯的錯(cuò)誤是把
圖線與橫軸的截距 0.6 A 當(dāng)作短路電流,而得出 r=E/I 短
=2.5 Ω 的錯(cuò)誤結(jié)論 .) 故電源的內(nèi)阻為 :r= △U/△I=1.2 Ω
3. 挖掘交點(diǎn)的潛在含意
一般物理圖像的交點(diǎn)都有潛在的物理含意,解題中往往又是一個(gè)重要的條件,
4、需要我們多加關(guān)注 . 如:兩個(gè)物體的位移圖像的交點(diǎn)表示兩個(gè)物體“相遇”.
例 2、 A、 B 兩汽車站相距 60 km,從 A 站每隔 10 min 向 B 站
開出一輛汽車,行駛速度為 60 km/h.
(1) 如果在 A 站第一輛汽車開出時(shí), B 站也有一輛汽車以同樣大小的速度開往 A 站,問 B 站汽車在行駛途中能遇到幾輛從
A 站開出的汽車 ?
(2) 如果 B 站汽車與 A 站另一輛汽車同時(shí)開出,要使 B 站汽車在途中遇到從 A 站開出的車數(shù)最多,那么 B 站汽車至少應(yīng)在 A 站第一輛車開出多長時(shí)間后出發(fā) ( 即應(yīng)與 A 站第幾輛車
5、同時(shí)開出 )? 最多在途中能遇到幾輛車 ?
(3) 如果 B 站汽車與 A 站汽車不同時(shí)開出,那么 B 站汽車在行駛途中又最多能遇到幾輛車 ?
【解析】依題意在同一坐標(biāo)系中作出分別從 A、 B 站由不同
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時(shí)刻開出的汽車做勻速運(yùn)動的 s 一 t 圖像,如圖所示 .
從圖中可一目了然地看出:
(1) 當(dāng) B 站汽車與 A 站第一輛汽車同時(shí)相向開出時(shí), B 站汽車的 s 一 t 圖線 CD與 A 站汽車的 s-t 圖線有 6 個(gè)交點(diǎn) ( 不包括在 t 軸上的交點(diǎn) ) ,這表明 B 站汽車在途中 ( 不包括在站上 )
6、
能遇到 6 輛從 A 站開出的汽車 .
(2) 要使 B 站汽車在途中遇到的車最多,它至少應(yīng)在 A 站第
一輛車開出 50 min 后出發(fā),即應(yīng)與 A 站第 6 輛車同時(shí)開出此時(shí)對應(yīng) B 站汽車的 s— t 圖線 MN與 A 站汽車的 s 一 t 圖線共有 11 個(gè)交點(diǎn) ( 不包括 t 軸上的交點(diǎn) ) ,所以 B 站汽車在途中 ( 不包括在站上 ) 最多能遇到 1l 輛從 A 站開出的車 .
(3) 如果 B 站汽車與 A 站汽車不同時(shí)開出, 則 B 站汽車的 s-t
圖線 ( 如圖中的直線 PQ)與 A 站汽車的 s-t 圖線最多可有 12
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個(gè)交點(diǎn),所以 B 站汽車在途中最多能遇到 12 輛車 .
4. 明確面積的物理意義
利用圖像的面積所代表的物理意義解題,往往帶有一定的綜
合性,常和斜率的物理意義結(jié)合起來,其中 v 一 t 圖像中圖
線下的面積代表質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的位移是最基本也是運(yùn)用得最多
的 .
例 4、在光滑的水平面上有一靜止的物體,現(xiàn)以水平恒力甲推這一物體,作用一段時(shí)間后,換成相反方向的水平恒力乙推這一物體 . 當(dāng)恒力乙作用時(shí)間與恒力甲作用時(shí)間相同時(shí),
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物體恰好回到原處,此時(shí)物體的動能為 32 J.
8、
則在整個(gè)過程中,恒力甲做功等于多少 ?恒力乙做功等于多
少 ?
【解析】這是一道較好的力學(xué)綜合題,涉及運(yùn)動、力、功能關(guān)系的問題 . 粗看物理情景并不復(fù)雜,但題意直接給的條件不多,只能深挖題中隱含的條件 . 下圖表達(dá)出了整個(gè)物理過程,可以從牛頓運(yùn)動定律、運(yùn)動學(xué)、圖像等多個(gè)角度解出,應(yīng)用圖像方法,簡單、直觀 .
作出速度一時(shí)間圖像 ( 如圖 a 所示 ) ,位移為速度圖線與時(shí)間軸所夾的面積, 依題意,總位移為零,即△ 0AE 的面積與△ EBC 面積相等,由幾何知識可知△ ADC 的面積與△ ADB 面積相等,故△ 0AB 的面積與△ DCB 面積相等 ( 如圖
9、b 所示 ).
即: (v1 2t0)= v2t0
解得: v2=2v1
由題意知 , mv22=32J, 故 mv12=8J,
根據(jù)動能定理有 W1= mv12=8J, W2= m(v22-v12)=24J
5. 尋找圖中的臨界條件
物理問題常涉及到許多臨界狀態(tài),其臨界條件常反映在圖中,
尋找圖中的臨界條件,可以使物理情景變得清晰.
例 5、從地面上以初速度 2v0 豎直上拋一物體 A,相隔△t 時(shí)
間后又以初速度 v0 從地面上豎直上拋另一物體 B,要使 A、
B 能在空中相遇,則△t 應(yīng)滿足什
10、么條件 ?
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【解析】在同一坐標(biāo)系中作兩物體做豎直上拋運(yùn)動的 s-t 圖
像,如圖 . 要 A、 B 在空中相遇,必須使兩者相對于拋出點(diǎn)的
位移相等,即要求 A、B 圖線必須相交,據(jù)此可從圖中很快
看出:物體 B 最早拋出時(shí)的臨界情形是物體 B 落地時(shí)恰好與A相遇 ; 物體 B最遲拋出時(shí)的臨界情形是物體 B 拋出時(shí)恰好與 A 相遇 . 故要使 A、B 能在空中相遇,△t 應(yīng)滿足的條件為:
2v0/g
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