专题十+物理图象问题分析（共51张PPT）.ppt

,专题,10,物理图象问题分析,第一部分,专题复习篇,图象能形象地表述物理规律、描述物理过程，能直观地展现物理量之间的相互关系及变化趋势，利用图象解决物理问题是一种重要的科学思维方法因此，对图象问题的考查成为近几年的热点高考趋势：主要考查以下几个方面：,会识图：理解图象的意义，斜率、截距、面积的意义,会作图：依据物理现象、物理过程、物理规律作出图象,会用图：能结合物理公式和图象分析解决物理问题,高,考定位,目录索引,考题,1,对力学图象问题的,考查,考题,2,对电场图象问题的考查,考题,3,对电磁感应中图象问题的,考查,考题,4,对实验中图象问题的,考查,考题,1,对力学图象问题的,考查,(,多选,),如,图,1,所示，轨道,NO,和,OM,底端,对,接且,，小环自,N,点由静止滑下再滑上,OM,.,已知,小环,在轨道,NO,下滑的距离小于在轨道,OM,上滑,的距,离,，忽略小环经过,O,点时的机械能损失，轨道各处的摩擦系数相同,.,若用,F,、,F,f,、,v,和,E,分别表示小环所受的合力、摩擦力、速度和机械能，这四个物理量的大小随环运动路程的变化关系如图,.,其中能正确反映小环自,N,点到右侧最高点运动过程的是,(,),例,1,图,1,审题突破,小环在,NO,上做初速度为,0,的匀加速运动，在,OM,上做匀减速运动至速度为,0,，根据匀变速直线运动的平均速度公式知加速和减速过程中的平均速度相等，再根据下滑距离大于上滑距离可得物体下滑时间大于上滑时间，从而可以比较出加速度的大小，由牛顿第二定律确定小球所受合外力的大小,.,小球所受滑动摩擦力的大小可以通过比较小球所受弹力的大小加以确定，小环的速度与位移的关系可以通过动能定理加以确定，合外力做功等于小环动能的变化，机械能随小环所受摩擦力做功而减小，根据摩擦力做功与位移关系加以讨论,.,解析,由题意知,，,(,v,0,v,),知环在,NO,、,OM,上滑动的平均速度相等，又因为小环在轨道,NO,下滑的距离小于在轨道,OM,上滑的距离，结合,x,t,可得：在,NO,上运动的时间小，在根据,a,可知,在,NO,上下滑时的加速度较大，故在,NO,上合外力较大，所以,A,正确,；,在,NO,上摩擦力,F,f1,mg,cos,，在,OM,上,F,f2,mg,cos,，又,，所以下滑时的摩擦力小于上滑时的摩擦力，故,B,正确,；,因,环在下滑和上滑的过程中均做匀变速运动满足,v,2,2,ax,，故速度与位移不是线性关系，故,C,错误,；,由机械能守恒可知，机械能的变化是由摩擦力做功引起的，故,E,x,图象的斜率表示摩擦力，又下滑时的摩擦力小于上滑时的摩擦力，所以图象前段斜率应小于后段的斜率，所以,D,错误,.,答案,AB,(,单选,),如,图,2,所示，直线,a,和曲线,b,分别是,在,平直公路上,行驶的汽车,a,和,b,的位移,时间,(,x,t,),图线,.,由,图可知,(,),A,.,在,t,1,时刻，两车速度相等,B.,在,t,2,时刻，,a,、,b,两车运动方向相同,C.,在,t,1,到,t,2,这段时间内，,b,车的速率先减小后增大,D.,在,t,1,到,t,2,这段时间内，,b,车的速率一直比,a,车,大,突破训练,图,2,解析,由题图可知，在,t,1,时刻，两车位置相同，图线切线的斜率不同，即两车速度不相等，选项,A,错误,；,因为,x,t,图线切线的斜率代表速度，在,t,2,时刻，,a,、,b,切线的斜率符号相反，故,a,、,b,两车运动方向相反，选项,B,错误,；,在,t,1,到,t,2,这段时间内，,b,切线的斜率先减小后增大，故,b,车的速率先减小后增大，选项,C,正确,；,在,t,1,到,t,2,这段时间内，比较,a,、,b,切线的斜率可知，开始,b,车速率大于,a,，然后,b,车的速率逐渐减小，直到等于,a,车的速率；然后减小到零后又反向增加，故选项,D,错误,.,答案,C,图,3,A.,该车起动后，先做匀加速运动，然后做匀速运动,B.,该车起动后，先做匀加速运动、然后做加速度减小,的,加速运动,，接着做匀速运动,C.,该车做匀加速运动的时间是,1.2 s,D.,该车加速度为,0.25 m/s,2,时，动能是,4,10,4,J,方 法 提 炼,1.,理解横坐标、纵坐标的物理意义,(1),确认横坐标、纵坐标对应的物理量各是什么,.,(2),坐标轴物理量的单位也是绝不能忽视的,.,2.,理解斜率、面积的物理意义,(1),图线的斜率的意义,要理解物理图象中斜率的含义，首先要看清图象的两个坐标轴,.,变速直线运动的,x,t,图象，纵坐标表示位移，横坐标表示时间，因此图线中某两点连线的斜率表示平均速度，图线上某一点切,线的斜率表示瞬时速度；,v,t,图线上两点连线的斜率和某点切线的斜率，分别表示平均加速度和瞬时加速度；,恒力做功的,W,l,图象,(,l,为恒力方向上的位移,),，斜率表示恒力的大小；,用自由落体运动测量重力加速度实验的,v,2,x,图象,(,v,为速度，,x,为下落位移,),，其斜率为重力加速度的,2,倍；,(2),面积的物理意义,在直线运动的,v,t,图象中，图线和时间轴之间的面积，等于速度,v,与时间,t,的乘积，因此它表示相应时间内质点通过的位移,；,在,a,t,图象中，图线和时间轴之间的面积，等于加速度,a,与时间,t,的乘积，表示质点在相应时间内速度的变化量；,力,F,移动物体在力的方向上产生一段位移,l,，,F,l,图象中曲线和,l,坐标轴之间的面积表示,F,做的功，如果,F,是合力，则此面积表示物体动能的增加量,.,(,单选,),a,、,b,是,x,轴上的两个点电荷，,电荷,量分别为,Q,1,和,Q,2,，沿,x,轴,a,、,b,之间各点对应的,电势,高低如图,4,中曲线所示，,P,点处电势最低，而且,a,、,P,之间的,距离大于,P,、,b,之间的距离,.,从图中可,看出,以下说法,中正确的是,(,),A.,a,、,P,间和,P,、,b,间各点的电场方向都指向,P,点,B.,a,和,b,一定是同种电荷，但是不一定是正电荷,C.,电势最低的,P,点的电场强度最大,D.,把带负电的检验电荷沿,x,轴由,a,移到,b,的过程中，电场力对该,电,荷,先做正功后做负,功,考题,2,对电场图象问题的,考查,例,2,图,4,审题突破,x,图线的切线斜率表示电场强度的大小，所以,P,处场强为零，从,a,到,b,电势先减小后增大，根据电场力方向与运动方向的关系判断电场力是做正功还是负功,.,根据点电荷场强公式，得到,Q,1,的电荷量一定大于,Q,2,的电荷量；根据场强方向得出两电荷一定是正电荷,.,解析,根据顺着电场线电势降低可知，,P,点的左侧电场方向向右，,P,点的右侧电场方向向左，则,a,、,P,间和,P,、,b,间各点的电场方向都指向,P,点，故,A,正确；,P,点切线斜率为零，而,x,图线的切线斜率表示电场强度的大小，则,P,点的电场强度为零,.,两电荷在,P,点的合场强为零，,P,点距离,Q,1,较远，根据点电荷的场强公式知，,Q,1,的电量大于,Q,2,的电量,.,从,a,到,b,电势先减小后增大，因为沿电场线方向电势逐渐降低，知,Q,1,和,Q,2,一定是同种电荷，且都为正电荷，故,B,错误；,由图象切线的斜率表示电场强度的大小，就知道,P,处场强为零，且电势最低，故,C,错误；,把带负电的检验电荷沿,x,轴由,a,移到,b,的过程中，电场力先向左后向右，电场力先做负功再做正功，故,D,错误,.,答案,A,3,.,(,单选,),(,2014,安徽,17),一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动,.,取该直线为,x,轴，起始点,O,为坐标原点，其电势能,E,p,与位移,x,的关系如图,5,所示，下列图象中合理的是,(,),图,5,突破训练,解析,带电粒子在电场中运动时，其电势能的变化规律是非线性的,.A,：由,E,p,x,图象知，带电粒子的电势能不是均匀变化的，电场力不能为恒力，故选项,A,错误,；,B,：带电粒子仅受静电力作用，故电势能和动能相互转化，电势能的减少量等于动能的增加量，即动能增加得越来越慢，故选项,B,错误,；,C,：由于静电力不是恒力，加速度,a,应该越来越小，故选项,C,错误，选项,D,正确,.,答案,D,4,.,(,多选,),静电场,方向平行于,x,轴，其电势,随,x,的,分布可简化,为如图,6,所示的折线,.,一质量为,m,、,带,电量为,q,的粒子,(,不计重力,),，以初速度,v,0,从,O,点,(,x,0,),进入电场，沿,x,轴正方向运动,.,下列叙述,正,确的是,(,),图,6,答案,AD,方 法 提 炼,电场中的图象类型可以分为如下几种基本类型，场强随坐标轴变化的函数图象：即,E,x,图象，电势随坐标轴变化的函数图象：,x,图象，电势能随坐标轴变化的图象：,E,p,x,图象,.,场源可能是点电荷，也可能是电偶极子，还可能是带电平板等，解答该类型题关键是要读懂图象的电学意义，即坐标轴、坐标原点、斜率、交点坐标等的物理意义，同时结合题意，读懂已知条件，以及提出的问题，根据电场强度的定义式和电势的基本公式解决问题,.,(,单选,),(,2014,新课标,18),如图,7(a),，线圈,ab,、,cd,绕在同一软铁芯上,.,在,ab,线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈,cd,间电压如图,(b),所示,.,已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈,ab,中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是,(,),图,7,考题,3,对电磁感应中图象问题的,考查,例,3,审题突破,线圈,cd,与示波器连接，在每个时间段内电流不随时间变化，则根据法拉第电磁感应定律，产生感应电流的磁场均匀变化，由此判断线圈,ab,电流的变化,.,解析,由题图,(b),可知在,cd,间不同时间段内产生的电压是恒定的，所以在该时间段内线圈,ab,中的磁场是均匀变化的，则线圈,ab,中的电流是均匀变化的，故选项,A,、,B,、,D,错误，选项,C,正确,.,答案,C,5,.,(,单选,),有,一种信号发生器的工作原理可,简,化为如图,8,所示的情形，竖直面内有半径,均,为,R,且相切,于,O,点的两圆形区域，其内,存在,水平恒定,的匀强磁场，长为,2,R,的导体杆,OA,，,以角速度,绕过,O,点的固定轴，在竖直平面,内顺时针,匀速旋转，,t,0,时，,OA,恰好位于两圆的公切线上，下列描述导体杆两端电势差,U,AO,随时间变化的图象可能正确的是,(,),突破训练,图,8,6,.,(,单选,),如,图,9,所示，两个垂直于纸面的匀强磁场,方,向相反,，磁感应强度的大小均为,B,，磁场区域的,宽,度均为,a,.,高度为,a,的正三角形导线框,ABC,从图示,位置,沿,x,轴正向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为,电,流,的正方向，在下列图形中能正确描述感应电流,I,与,线框移动距离,x,关系的是,(,),图,9,解析,由图知，当,AB,边在左边的磁场中运动时，切割的有效长度在减小，所以电动势减小，电流减小，再根据右手定则可判断电流的方向为逆时针方向，所以电流为正且逐渐减小；当,AB,边进入右边的磁场，切割产生的电动势为顺时针，,ACB,边切割产生的电动势也是顺时针，故总电动势为二者之和，在运动的过程中，总电动势在减小，所以电流为负逐渐减小，所以,B,正确；,A,、,C,、,D,错误,.,答案,B,方 法 提 炼,电磁感应中常涉及磁感应强度,B,、磁通量,、感应电动势,E,和感应电流,I,随时间,t,变化的图象，有时还会涉及到感应电动势,E,和感应电流,I,随线圈位移,x,变化的图象,.,这些图象问题大致可分为两类：,(1),由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象；,(2),由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量,.,解这类问题需应用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律进行分析,.,张明,同学在一次测电源电动势与内阻,的,实验,中，用实验室仅有的实验器材,(,电流表一个,、,电阻箱,一个、开关一个和导线若干,),，设计了,如,图,10,所示的电路进行实验，测得的数据如下,表,所示,.,考题,4,对实验中图象问题的,考查,例,4,图,10,实验次数,1,2,3,4,5,R,(),4.0,10.0,16.0,22.0,28.0,I,(A),1.00,0.50,0.34,0.25,0.20,(1),利用测得的数据在如图,11,所示的坐标纸上画出适当的图象,.,图,11,(2),由图象可知，该电池的电动势,E,_ V,，该电池的内阻,r,_(,结果保留两位有效数字,).,(3),利用该实验电路测出的电动势,E,测,和内阻,r,测,与真实值,E,真,和,r,真,相比，理论上,E,测,_,E,真,，,r,测,_,r,真,(,选填,“,”,、,“,”,或,“,”,).,审题突破,(1),本题由安阻法测量电动势和内电阻；由闭合电路欧姆定律可得出有关电流和电阻的关系式；由数学知识可知哪种图象更科学；由公式及表中的数据利用描点法可画出正确的图象；,(2),由图象交点及斜率的意义可得出有关电动势和内电阻的表达式，则可求得电动势和内电阻；,(3),实验中由于电表不是理想电表，故要考虑电表内阻对测量结果的影响；由极限分析法可得出电动势的误差,.,突破训练,7.,用如图,12,所示实验装置测量滑块,A,与,木板间,的,动摩擦因数,.,长木板水平固定，细线,跨过定,滑轮,与滑块,A,、重锤,B,相连,.,将细线拉,直，测,出,B,离地面的高度,h,，将重锤从,h,高处,静止释,放,，,B,落地后，测出,A,在木板上滑动的距离,x,；改变,B,释放高度重复实验，实验数据如下表所示,.,图,12,实验次数,1,2,3,4,5,6,h,/cm,10.0,15.0,20.0,25.0,30.0,35.0,x,/cm,14.7,22.4,30.3,37.6,44.9,52.4,答案,(1),L,、,l,(2),见解析,图,(3)0.2,8.,一实验小组准备探究元件,Q,的伏安特性曲线,，他,们,设计了如图,13,所示的电路图,.,请回答下列,问题,：,(1),考虑电表内阻的影响，该元件电阻的测量,值,_(,选填,“,大于,”,、,“,等于,”,或,“,小于,”,),真实,值,.,(2),实验测得表格中的,7,组数据，请在图,14,所示的坐标纸上作出该元件的,I,U,图线,.,图,13,序号,电压,/V,电流,/A,1,0.00,0.00,2,0.50,0.20,3,1.00,0.35,4,1.50,0.45,5,2.00,0.50,6,2.50,0.54,7,3.00,0.58,图,14,(3),从理论上讲，甲利用了欧姆定律，乙同学利用了斜率的意义，理论上说都没有问题，但从实际情况来说，我们根据测量数据描绘的,I,U,图象的大致曲线，存在很大的误差，如果再作出切线求电阻，误差更大，计算结果更不准确；故甲同学的计算结果更准确,.,答案,(1),大于,(2),见解析图,(3),甲,方 法 提 炼,根据实验数据在坐标纸上作图的原则要求是：准确、清楚、布局合理、便于应用,.,(1),合理选取坐标原点,(2),两坐标轴的分度要恰当,(3),要有足够多的描点数目,(4),画出的图象应尽可能穿过较多的点或是尽可能多的描点分布在图线的两侧,作图法可以减小实验中的偶然误差,.,