物理图像能形象地表达物理规律、直观地描述物理过程、鲜明地表示物理量之间的相互关系,是分析物理问题的有效手段之一,也是当今高考命题的热点,更是高三复习的重点、难点。
(一)明确四类图像
(二)读图六点关注
1.坐标轴
弄清两个坐标轴表示的物理量。注意坐标原点是否从零开始;注意纵轴物理量为矢量情况时,横轴以上表示此物理量为正,横轴以下表示此物理量为负。
2.图线形状
注意观察图像形状是直线、曲线还是折线等,从而弄清图像所反映的两个物理量之间的关系,明确图像反映的物理意义。
3.斜率的意义
图线某点的斜率表示一个物理量随另一个物理量的变化率,大小等于两个物理量增量的比值。
(1)x-t图像中两点连线的斜率表示这段时间的平均速度,某一点切线的斜率表示这一时刻的瞬时速度。v-t图像中两点连线的斜率表示这段时间内的平均加速度,某一点切线的斜率表示这一时刻的加速度。
(2)W-l图像的斜率表示外力的大小。
(3)φ- x图像的斜率表示电场强度的大小。
(4)Φ- t图像的斜率表示单匝线圈产生的电动势大小。
4.面积的意义
图线与横轴所围的面积常代表一个物理量,这个物理量往往表示纵、横坐标所表示的物理量的乘积的物理意义。
(1)v- t图像与t轴所围面积表示这段时间内质点的位移。
(2)a- t图像与t轴所围面积表示这段时间内质点速度的变化。
(3)F-x图像与x轴所围面积表示这段位移内力F所做的功。
(4)E-x图像与x轴所围面积表示这段位移两端的电势差。
(5)i -t图像与t轴所围面积表示这段时间内移动的电荷量。
5.交点、拐点的意义
(1)图线与坐标轴的交点坐标的含义与图像有关,如x-t图线与x轴交点纵坐标表示开始计时的位置,而v -t图线与v轴交点的纵坐标表示质点的初速度。
(2)拐点表示图像的斜率大小或方向发生突变。
(3)同一坐标系中不同图像的交点表示具有相同的物理量,如x-t图线交点表示此刻相遇(在同一位置),v-t图线的交点表示此刻物体速度相同。
6.坐标单位和数量级
在识图和用图时,一定要看清坐标轴的单位和数量级,如m、cm、×10-3m等。
(三)突破三类题型
1.图像选择类
(1)依据某一物理过程,设计某一物理量随时间(或位移、高度、速度等)变化的几个图像或此物理过程中某几个物理量随某一量的变化图像,从中判断其正误。
(2)解决该类问题一般依据物理过程,运用对应规律,确定某物理量的变化情况,从而判断选项的正确与否。
巧学说法
此类问题应根据物理情景,找出两个物理量的变化情况,寻求两物理量之间的函数关系,然后选择正确的图像;若不能求出准确的函数关系,则应定性判断两物理量间的变化关系,特别要注意两种不同变化的交界点,即对应图像中的拐点。
2.图像规律类
(1)该类问题一般由某一图像提出几个结论,通过分析、判断或简单计算确定结论的正误。
(2)解决该类问题应对图像描述的物理过程,运用该过程遵循的规律做出判断。特别对非常规图像,一般由遵循的规律推导出相应的函数表达式,进一步确定截距、交点、斜率、面积等的意义,从而对结论做出判断。
巧学说法
解决此类问题关键是分析图像所描述的两个物理量之间的隐含关系,因此要通过有关的物理概念和物理规律建立函数关系,理解斜率或面积的意义,如上例中应理解图线表示石块的运动轨迹。
3.图像信息类
(1)一般在解答题中,对某一物理情景给出某一物理量的具体变化图像,由图像提取相关信息从而对问题做出分析解答。
(2)解决此类问题时要根据物理情景中遵循的规律,由图像提取信息和有关数据,根据对应的规律公式对问题做出正确的解答。
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