物理图象及其应用.docx

专题九物理图象及其应用
一、考点回顾
在高考的能力要求中“能应用图象进行分析”，图象表达是处理物理问题能力的一个重要方面。在历次的高考中，均有一定数量的图形考查题出现，且占有相当大的比例分值，所以学会识图，画图和用图就变得尤为重要。
1．中学物理中涉及到的重要图象
力学中主要包括位移时间图象（s-t图象）、速度时间图象（v-t图象）、振动图象x－t图、波动图象y-x图等;电学中的电场线分布图、磁感线分布图、等势面分布图、交流电图象、电磁振荡图象I-t图等；还有气体图象p-v图、v-T图、p-T图等；在实验中也涉及到不少图象，如验证牛顿第二定律时要用到a-F图象、a－1/m图象，用“伏安法”测电阻时要画出I-u图象，测电源电动势和内阻时要画u-I图，用单摆测重力加速度时要画出的T2-L图等；在各类习题中图象问题也是频频出现，更有些图象是教材中未曾出现过的，如力学中F-t图，电磁振荡中的q-t图，电磁感应中的Φ-t图、E-t图等。
2．对图象意义的理解
(1)首先应明确所给图象是什么图象，即认清图象中横轴、纵轴所代表的物理量及他们的关系，特别是对那些图形相似，容易混淆的图象，更要注意区分。例如振动图象和波动图象，s-t图象和v-t图象等。
(2)要清楚的理解图象中的“点”，“线”，“斜率”，“面积”的物理意义。如在速度时间图象里：
A．“点”的意义：图象上的任一点表示这时物体的速度。
B．“线”的意义：任一段线段表示在一段时间内物体速度的变化量。
C．“斜率”的意义：“斜率”表示物体的加速度。
D．“面积”的意义：图象围成的“面积”表示物体在一段时间内发生的位移。
E．“截距”的意义：截距表示物体出发时的速度，横轴截距表示物体出发时距计时起点的时间间隔。
3．应用图象解题的意义
（1）用图象解题可使解题过程简化，思路更清晰
图象法解题不仅思路清晰，而且在很多情况下可使解题过程得到简化，比解析法更巧妙、更灵活。在有些情况下运用解析法可能无能为力，但是图象法则会使你豁然开朗。
（2）利用图象描述物理过程更直观
物理过程可以用文字表述，也可用数学式表达，还可以用物理图象描述。而从物理图象上可以更直观地观察出整个物理过程的动态特征。诚然，不是所有过程都可以用物理图象进行描述的，但如果能够用物理图象描述，一般说来总是会更直观且容易理解。利用图象描述物理过程一般包括两个方面：
A．将物理过程表述为物理图象；
B．从物理图象上分析物理过程；
C．物理图象可以使抽象的概念直观形象，动态变化过程清晰，物理量之间的函数关系明确。图象法在物理解题中的应用很广。

二、经典例题剖析
1．如图所示，光滑轨道MO和ON底端对接且SKIPIF1<0＝2SKIPIF1<0，M、N两点高度相同。小球自M点由静止自由滚下，忽略小球经过O点时的机械能损失，以v、s、a、Ek分别表示小球的速度、位移、加速度和动能四个物理量的大小。下列四象中能正确反映小球自M点到N点运动过程的是【】
A．B．C．D．
解析：首先弄清楚物体在om段和on段的运动特征，om段匀加速，on段匀减速，得出各个物理量之间的关系，然后根据关系式结合数学知识画出图形。
答案：A
点评：理解物理过程的同时，多注意数形的结合，注意倾角不同的意义。
v/m·s-1
A
B
O
t1
t2
t/s
2．如图所示为A、B两质点作直线运动的v-t图象，已知两质点在同一直线上运动，由图可知【】
A．两个质点一定从同一位置出发
B．两个质点一定同时静止开始运动
C．t2秒末两质点相遇
D．0~t2秒时间内B质点一直领先A
解析：v-t图纵轴截距表示物体出发时的速度，横轴截距表示物体出发时距计时起点的时间间隔；图线和横轴所围的面积表示物体在某段时间内的位移；两图线的交点表示两物体在该时刻速度相等。所以B对A错、C错。0~t2时间内B物体的位移比A物体的位移大，但因不明确A、B的起始位置，故无法说明B一直领先A。
答案：选B正确。
点评：看图时要理解横纵轴截距、面积、点、线等的物理意义，恰当的应用可以减少复杂的计算。
3．质量为m的物体放在一水平放置的粗糙木板上，缓慢抬起木板的一端，在如下图所示的几个图线中，哪一个最能表示物体的加速度与木板倾θ角的关系【】
O
α
θ
A
O
α
θ
B
C
O
α
θ
O
θ
D
α

解析：物体放在木板上，当斜面斜角为θ时，有方程mgsinθ＞ɑmgcosθ时，物体才开始下滑，当θ角小于此值时，物体在斜面上静止，加速度a=0，当θ角大于此值时，物体开始加速下可见a与θ的关系为非线性关系。
答案：所以D正确。
点评：解答关键在于判断物体运动的条件及何时产生加速度。
0
5
10
-5
-10
1
2
4
3
5
F/N
t/s
4．如图所示，图线表示作用在某物体