甘云峰
摘 要 圖象問題一直以來都是高中物理的學習重點和難點,解決這類問題的關鍵要理解圖像的物理意義,靈活運用物理知識,準確判斷區(qū)別點。
關鍵詞 物理 圖象問題
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A
【例1】:(2014·高考全國卷Ⅱ)甲、乙兩汽車在一平直公路上同向行駛。在t=0到t=t1的時間內,它們的v - t圖象如圖所示.在這段時間內( )
A.汽車甲的平均速度比乙的大
B.汽車乙的平均速度等于
C.甲、乙兩汽車的位移相同
D.汽車甲的加速度大小逐漸減小,汽車乙的加速度大小逐漸增大
首先是對圖像的準確認識,我們從以下四點進行:
(1)坐標軸及單位(橫坐標軸縱坐標軸代表的物理量及單位,注意有時單位比較特殊,比如有時帶有科學計數(shù)法)。(2)起步(觀察坐標軸數(shù)據(jù)是否從零開始)。(3)特征(直線曲線,斜率,截距,交點,面積等)。(4)物理意義(解得的是數(shù)學結果,必須有實際意義)。
分析:v-t圖象中圖線與橫軸圍成的面積代表物體運動位移的大小,可知甲的位移大于乙的位移,而時間相同,故甲的平均速度比乙的平均速度大,A正確,C錯誤;做勻變速直線運動的物體的平均速度可以用來表示(教師分析時應畫出直線進行說明),乙的運動不是勻變速直線運動,所以B錯誤;圖象斜率的絕對值代表加速度的大小,則甲、乙兩汽車的加速度均減小,D錯誤,所以正確答案為A。
依據(jù)物理過程中不同的物理特征選擇圖象舉例:
【例2】:一個質點運動的v-t圖線如圖所示,則相對應的x-t圖線如圖中正確的是( )
解析:根據(jù)vt圖像可知,物體先沿正方向做勻速直線運動,后靜止,再沿負方向做勻速直線運動,則最終回到出發(fā)點(圖線與時間軸圍成的面積代表發(fā)生的位移,注意正負),即對應的xt圖像為B,選項B正確。另解:位移時間圖像的斜率代表速度,既第一段時間內斜率為正值(銳角),第二段時間內斜率為零(平行),第三段時間內斜率為負值(鈍角)。
針對訓練:小球從一定高度處由靜止下落,與地面碰撞后回到原高度再次下落,重復上述運動.取小球的落地點為原點建立坐標系,豎直向上為正方向,下列速度v和位置x的關系圖像中,能描述該過程的是( )
解析:小球在下落的過程中速度方向向下,與正方向相反,為負值,故選項C,D錯誤;小球的運動為勻變速運動,根據(jù)v2- v02=2ax可知,v與x為非線性關系,故選項A正確,B錯誤。
反思總結: 圖象轉換問題的“三個”關鍵點:
(1)注意合理劃分運動階段,分階段進行圖象轉換。(2)注意相鄰運動階段的銜接,尤其是運動參量的銜接。(3)注意圖象轉換前后核心物理量間的定量關系,這是圖象轉換的依據(jù)。
綜上所述,從準確認識物理圖象出發(fā),深刻理解圖象的物理意義, 才能靈活快速地得出各種圖象對應的物理過程,從而有針對性地靈活解決圖象問題。