内容正文:
图象问题
一、核心知识回顾
1.x-t图象
(1)x-t图象、v-t图象都只能描述直线运动,都不表示运动轨迹.
(2)图象的斜率表示速度,斜率正负表示速度的方向.
(3)交点代表两质点在同一时刻处于同一位置(即相遇).画出其运动草图更加直观.
(4)x-t图象与时间轴围成的面积没有意义.
2.v-t图象
(1)正负:时间轴上方速度方向为正,时间轴下方速度方向为负.与时间轴的交点前后速度反向,但加速度不一定反向.
(2)斜率:表示加速度.斜率为0的拐点,往往加速度反向,是合外力为零的临界点.
(3)交点:表示速度相同,在追及问题中,往往是相距最近、最远、恰好追上或恰好追不上的临界条件.
(4)图象与时间轴围成的面积:表示位移,时间轴上方位移为正,时间轴下方位移为负.
(5)追及问题、板块问题、传送带问题、交变电场中的直线运动,可以画出v-t图象帮助解题.
3.a-t、F-t、F-x图象中图线与横轴所围面积
(1)a-t图线与t轴围成的面积表示物体速度的变化量;
(2)F-t图线与t轴围成的面积表示力F的冲量;
(3)F-x图线与x轴围成的面积表示力F做的功.
这几个图象的斜率都没有意义.
4.a-F、Ek-x、Ep-x、φ-x、Φ-t图象的斜率
(1)a-F图象:由a=F知a-F图象的斜率表示质量的倒数.
(2)Ek-x图象:由动能定理ΔEk=Fx知,Ek-x图象的斜率表示合外力F.
(3)Ep-x图象:由电场力(重力)做功与电势能(重力势能)变化的关系ΔEp=-F电x或ΔEp=-mgx知,Ep-x图象的斜率大小表示电场力qE,或重力mg.
(4)φ-x图象:电场中由E==知,φ-x图象的斜率表示电场强度E.
(5)Φ-t图象:在电磁感应中,由E=n知,Φ-t图象的斜率表示电动势E.
这几个图象与横轴所围的面积没有意义.
二、重要方法点拨
1.解图象问题的三个转化
(1)图象与运动草图的转化
根据运动图象想象所对应的物理情景,画出运动草图如图1.
图1
(2)图象与函数公式的转化
①先由物理学规律推导出两个物理量间的函数表达式,再根据函数表达式的斜率、截距的意义求出相应的问题,特别是解决对于不太熟悉的如-t图象、x-v2图象等要注意这种转化.
②也可以用数据代入法,将图象中的特殊数据代入函数公式计算.
(3)图象与图象间的转化
通过定性推理或定量计算,实现图象间的转化