高考物理复习专题法──以图像问题为例

高考物理复习专题法──以图像问题为例

高考物理复习专题法──以图像问题为例 距离高考的时间越来越近了，要再系统地复习一遍高中物理的内容已不可能，也没有必要了。作为冲刺阶段，同学们在重视基础复习的同时，要特别加强对热点内容和主干知识的总结和提炼。把第一轮复习的相对独立的知识，通过总结形成网络结构，通过提炼掌握解决这一类型问题的方法。也就是通常所说的第一阶段复习是把书“读厚”，现在可以叫第二阶段的复习，是把书“读薄”。可以从“牛顿运动定律结合运动学的相关问题专题”、“动量和能量专题”、“带电粒子在电磁场中的运动专题”、“电磁感应的导轨类问题专题”、“图像专题”、“估算和临界专题”、“实验专题”等进行总结复习。下面我以“图像问题专题”为例说明总结复习的方法。‎ 一、物理图像的含义 归纳高中物理课本中出现的和其他常用的物理图像，如下表所示：‎ 力学 热学 电学 光学、原子核 实验 位移—时间 速度—时间 力—时间 力—位移 振动图像 共振图像 波的图像 分子力图像 分子势能图像 电压—电流 电压—时间 电流—时间 磁能量图像 感应电流图像 磁感应强度图像 衰变图像 平均结合能图像 弹簧的弹力图像 伏安特性曲线 路端电压—电流 ‎ 所有以上的物理图像都形象直观地反映了物理量的变化规律，它们有很多共性或类似的地方，我们可以从总体上把握物理图像。具体来说，对每个物理图像，必须关注以下几个方面的问题。‎ ‎1．横轴与纵轴所代表的物理量和单位 明确了两个坐标轴所代表的物理量，则清楚了图像所反映的是哪两个物理量之间的对应关系。有些形状相同的图像，由于坐标轴所代表的物理量不同，它们反映的物理规律就截然不同，如振动图像和波动图像。另外，在识图时还要看清坐标轴上物理量所注明的单位。‎ ‎2．图线的特征 注意观察图像中图线的形状是直线、曲线，还是折线等，分析图线所反映两个物理量之间的关系，进而明确图像反映的物理内涵。如金属导体的伏安特性曲线反应了电阻随温度的升高而增大。图线分析时还要注意图线的拐点具有的特定意义，它是两种不同变化情况的交界，即物理量变化的突变点。‎ ‎3．截距的物理意义 ‎　　　　‎ 截距是图线与两坐标轴的交点所代表的坐标数值，该数值具有一定的物理意义如图2为图1情景中拉力F与杆稳定时的速度v的关系图，图线在横轴上的截距表示杆所受到的阻力。‎ ‎4．斜率的物理意义 物理图像的斜率代表两个物理量增量的比值，其大小往往代表另一物理量值。如S-t图像的斜率为速度，v-t图像的斜率为加速度、U-I图像的斜率为负载的电阻等。‎ ‎5．图像中图线与坐标轴所围面积的物理意义 有些物理图像的图线与横轴所围的面积的值，它常代表另一个物理量的大小。如v-t图中，图线与t轴所夹的面积代表位移，F-s图像中图线与s轴所夹的面积代表功，F-t图像中图线与t轴所夹的面积代表冲量。‎ 二、物理图像的应用 在总体上认识图像的基础上，对图像问题或应用图像解决问题的题目进行梳理，主要从应用方法上进行分类归纳。通过具体的题目总结出每一类问题的解决关键，以便举一反三。‎ ‎1．从图像中获取信息 例1　放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图3和图4所示。取重力加速度g＝10m/s2。由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为多少？‎ ‎　　　　‎ 分析与解：本题的关键是在图像中获取相关信息：0至2s在1N的水平推力作用下，物体静止；2s至4s在3N的水平推力作用下，物体做加速度为2m/s2的匀加速直线运动；4s至6s在2N的水平推力作用下，物体做匀速直线运动。‎ ‎2．从图像展现物理情境 例2　将一个力电传感器接到计算机上，可以测量快速变化的力。用这种方法测得的某单摆摆动过程中悬线上拉力大小随时间变化的曲线如图5所示。由此图线提供的信息做出下列判断：①t＝0．2s时刻摆球正经过最低点；②t＝1．1s时摆球正处于最高点；③摆球摆动过程中机械能时而增大时而减小；④摆球摆动的周期约是T＝0．6s。正确的是哪些判断？ ‎ 分析与解：本题的关键是把图像与具体的物理情景对应起来，如图6所示，则在最低点悬线受到的拉力最大；则在最高点悬线受到的拉力最小；又由于受到阻力的作用，物体做阻尼振动，机械能减小；再根据周期性可得本题的正确答案是。‎ ‎3．从提供的物理情境画出相对应的图像 例3　如图7所示，在x≤0的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xy平面(纸面)向里。具有一定电阻的矩形线框abcd位于xy平面内，线框的ab边与y轴量合。令线框从t＝0的时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流I（取逆时针方向的电流为正）随时间t的变化图线I-t图可能是图8中的哪一个？‎ 分析与解：从具体的物理情境画出相对应的图像的关键是得到物理量的表达式，本题中线框向右运动时的感应电动势号E＝BLv＝Blat所以感应电流I＝(BLat)/R，与时间t成正比，再考虑到感应电流的方向，得正确的选项是D。‎ ‎4．利用图像分析处理实验数据在实验中要研究某两个物理量间的关系，常常是改变条件测量若干组数据用图像法来处理。‎ 例4　小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡上的电流和电压)：‎ I/A ‎0．12‎ ‎0．21‎ ‎0．29‎ ‎0．34‎ ‎0．38‎ ‎0．42‎ ‎0．45‎ ‎0．47‎ ‎0．49‎ ‎0．50‎ U/A ‎0．20‎ ‎0．40‎ ‎0．60‎ ‎0．80‎ ‎1．00‎ ‎1．20‎ ‎1．40‎ ‎1．60‎ ‎1．80‎ ‎2．00‎ ‎(1)画出小灯泡的U-I曲线。‎ ‎(2)如图9所示，将此灯泡接在电动势是1．5V，内阻是2．08的电池两端，小灯泡的实际功率是多少？‎ 分析与解：先把表中的对应数据标在图中，根据各点排列的趋势，本题中用光滑的曲线把各点连起来，注意除去明显偏移曲线的个别点，如图10中Ⅰ所示。由于小灯泡的电阻随着温度而变化，因此不可能列式计算回路中的电流。只能根据图像求解，画出电池的路端电压与电流的图线，如图10中Ⅱ所示，两图线的交点即表示小灯泡和电源都“认可”的电流电压值，因此可得小灯泡工作电流为0．35A，工作电压为0．80V，算得小灯泡实际功率为0．28W。‎ 同学们，后阶段的复习中做一定量的题目是有必要的，但不注意总结无疑将事倍功半。因此，大家要特别注意总结提炼，根据自己的学习思路，总结各专题的复习方法，提高复习的效率。‎