2010年高中物理图象问题分类精析

2010年高中物理图象问题分类精析图象法是利用各种函数图象解决物理问题的方法，由于物理图象能形象、直观地表达物理规律、描述物理过程、清晰地反映物理量间的函数关系，因此图象成为一种特殊的数学语言和工具。用图象法解题具有简明、快捷、准确等优点，可以避免繁杂的中间运算过程，甚至还可以解决用解析法无法解决的问题，所以有关以图象及其运用为背景的命题，成为历届高考考查的热点。我先将考查的图象问题归类整理，并对典型题目进行了解析，介绍此类问题的解决思路和方法，以飨读者。应用图象法的最重要的两个步骤就是作图和识图。作图时应注意：（1）根据物理公式或规律找出物理量间的大致变化趋势，知道图象的大致形状；（2）根据已知条件确定图象上的几个点，然后将这些点连成光滑曲线。识图则包括：（1）图象表示哪两个物理量的关系；（2）由图象的形状确定物理量的变化规律；（3）理解图象上各特征量（如斜率、截距、交点坐标、极点坐标和“面积”）的物理意义；（4）图象中其他隐含的物理变化规律等。在有些问题中还需明确相关量的变化范围及给出的其它条件。碰到图象，首先看两轴，而后想斜率、截距、面积的含义；碰到不熟悉的图象，找普式，纵坐标写在左边，其余的通通写在右边。一、运动图象1．甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动，若以该时刻作为计时起点得到两车的位移一时间图象如图所示，则下列说法正确的是(D)A．t1时刻甲车从后面追上乙车B．t1时刻两车相距最远C．t1时刻两车的速度刚好相等D．0到t1时间内，两车的平均速度相等2．（07泥河、钱桥联考）．如图8甲所示，在粗糙的水平面上，物块A在水平向右的外力F的作用下做直线运动，其v—t图像如图8乙中实线所示。下列判断正确的是（BC）A．在0~1s内，外力F不断变化B．在1~3s内，外力F的大小恒定C．在3~4s内，外力F不断变化D．在3~4s内，外力F的大小恒定3．（07江苏）某科技兴趣小组用实验装置模拟火箭发射卫星。火箭点燃后从地面竖直升空，燃料燃尽后火箭的第一级第二级相继脱落，实验中测得卫星竖直方向的速度—时间图象如图36所示，设运动中不计空气阻力，燃料燃烧时产生的推力大小恒定。下列判断正确的是（CD）A．t2时刻卫星到达最高点，t3时刻卫星落回地面B．卫星在0~t1时间内的加速度大于t1~t2时间内的加速度C．t1~t2时间内卫星处于超重状态，t2~t3时间内卫星处于失重状如图8tvOt1t2t3如图36态D．卫星在t2~t3时间内的加速度大小等于重力加速度4、质量为0.3kg的物体在水平面上运动，图37中的两条直线分别表示物体受水平拉力和不受水平拉力的速度—时间图像，则下列说法中正确的是------(BCD)A.物体不受水平拉力时的速度图像一定是bB.物体受水平拉力时的速度图像可能是aC.物体的摩擦力可能等于0.2ND.水平拉力一定等于0.1N5、（07山西）．在沿竖直方向运动的升降机内的水平地板上放有一物体，若物体对地板的压力大小随时间的关系如图42所示，则电梯运动的速度随时间的变化图象可能为如图43中的（ABD）6、（07普陀区高三质量调研）、物体以初速度V0先从斜面上滑下，接着又在粗糙的水平面上运动直到停止，设物体与接触面间的动摩擦因数为常量，反映这个物体运动情况的速率-时间图象可能是图44中的：(BC)7、（济南市高三检测题）、一个质量为m＝0.2kg的物体静止在水平面上，用一水平恒力F作用在物体上10s，然后撤去水平力F，再经20s物体静止，该物体的速度图象如图46所示.则下面说法中正确的是（ACD）A、物体通过的总位移为150mB、物体的最大动能为20JC、物体前10s内和后10s内加速度大小之比为2：1D、物体所受水平恒力和摩擦力大小之比为3：1如图37如图42如图43图44如图468．静止在光滑水平面上质量为m的小球在直线MN的左方受到水平力1F作用（m可视为质点），在MN的右方除受1F外还受到与1F在同一条直线上的恒力2F作用，现设小球由A点从静止开始运动，如图(a)所示，小球运动的vt图象如图(b)所示，由图可知下列说法正确的是（ACD）A．在B点的右方加速度大小为121vttB．2F的大小为1312mvttC．小球在B点右方运动的时间为31ttD．小球在t=0到t=4t这段时间最大位移为122vt9、（2007山东卷）如图所示，光滑轨道MO和ON底端对接且ON=2MO，M、N两点高度相同。小球自M点右静止自由滚下，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。下列图象中能正确反映小球自M点到N点运动过程的是()解析：牛顿第二定律得：sinsinmgagm由于是定值，故C错；有题目条件可知MO与地面夹角比ON与地面夹角大，故MO段加速度大于ON段加速度，A正确；由212sat知B错；由vat得2221122kEmvmat知D错。小结：此类问题关键是要能写出相应得函数关系式，还有明确图象斜率得物理意义。10、（2007年海南卷）两辆游戏赛车a、b在两条平行的直车道上行驶。0t时两车都在同一计时线处，此时比赛开始。它们在四次比赛中的tv图如图所示。哪些图对应的比赛中，有一辆赛车追上了另一辆()解析：两物体同时同地同相出发，要能够追上的条件是位移相等，根据在vt图象中，图象与坐标轴包围的“面积”为位移可知A、C对，B、D错。小结：此类问题关键是要明确v-t图线与横轴包围的“面积”大小表示位移大小，t轴上方的“面积”表示正位移，t轴下方的“面积”表示负位移，再就是两物体同时同地同相出发，要能够追上的条件是位移相等11、（佛山08调研）小球自由落下，在小球与地面发生碰撞的瞬间，反弹速度与落地速度大小相等。若从释放时开始计时，不计小球与地面发生碰撞的时间及空气阻力。则下图中能正确描述小球各物理量与时间关系的是：（D）二、力的图象1、(07江苏致远)、静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用，该力随时间变化的关系如图38所示，下列说法正确的是(BC)A．物体在0—2s内的位移为零B．4s末物体将回到出发点C．0—2s内拉力所做的功为零D．物体一直在朝一个方向运动2．某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一根弹簧秤，使其测量挂钩向下，并在钩上悬挂一个重为10N的钩码．弹簧秤弹力随时间变化的规律可通过一传感器直接得出，如图9所示．则下列分析正确的是（ABC）A．从时刻t1到t2，钩码处于失重状态B．从时刻t3到t4，钩码处于超重状态C．电梯可能开始在15楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在1楼D．电梯可能开始在1楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在15楼3、（07皖北）静止在光滑水平面上的物体，在水平推力F作用下开始运动，推力随时间变化的规律如图30所示，关于物体在0—t1时间内的运动情况，正确的描述是（B）A．物体先做匀加速运动，后做匀减速运动B．物体的速度一直增大C．物体的速度先增大后减小D．物体的加速度一直增大4、（07滕州）静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用，该力随时间变化的关系如图35所示，则下列说法正确的是（BC）A、物体在0~2s内的位移为零如图9如图38如图30如图35时间0位移时间动能0A时间动量00时间速度B、4s末物体将回到出发点C、0~2s内拉力所做的功为零D、物体一直朝一个方向运动5、07济南.地面上有一质量为M的重物，用力F向上提它，力F变化而引起物体加速度变化的函数关系如图11所示.则关于以下说法中正确的是(ABC)A、当F小于图中A点值时，物体的重力MgF，物体不动B、图中A点值即为物体的重力值C、物体向上运动的加速度和力F成正比D、图线延长和纵轴的交点B的数值等于物体在该地的重力6、（07济南市）、地面上有一质量为M的重物，用力F向上提它，力F变化而引起物体加速度变化的函数关系如图31所示.则关于以下说法中正确的是（ABC）A、当F小于图中A点值时，物体的重力MgF，物体不动B、图中A点值即为物体的重力值C、物体向上运动的加速度和力F成正比D、图线延长和纵轴的交点B的数值等于物体在该地的重力7、（07启东市）.放在水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6s内其速度与时间图象和拉力的功率与时间图象如图32所示，则物体的质量为（取g＝10m/s2）（B）A．35kgB．910kgC．53kgD．109kg8．（07山东省潍坊市统考）如图33所示，质量为10kg的物体静止在平面直角坐标系xOy的坐标原点，某时刻只受到F1和F2的作用，且F1=10N，F2=102N，则物体的加速度（C）A．方向沿y轴正方向B．方向沿y轴负方向C．大小等于1m/s2D．大小等于2m/s29、（07滕州）把图34甲中的小球举高到绳子的悬点O处，然后释放，让小球自由下落，利用传感器和计算机测量绳子快速变化的拉力的瞬时值。图34乙为绳子拉力F随时间t变化的图线，由此图线所提供的信息，可以确定(BD)A．t2时刻小球速度最大B．t1-t2期间小球速度先增大后减小C．t3时刻小球动能最小D、t3和t4时刻小球动能相等10、(07万州)．放在水平地面上的物体，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、物体速度”与时间t的关系如图45所示，根据图线可以确定(BC)如图31如图45如图32如图33F30ºA．物体与地面间的动摩擦因数B．推力F在0—4s内的功C．物体在0—4s内的位移D．物体在0—4s内的动能变化11．07湖北．下面如图47中四个图象分别表示A、B、C、D四个物体的加速度、速度、位移和合外力随时间变化的规律．其中可能处于受力平衡状态的物体是（C）12、（2007年理综Ⅰ）如图所示，在倾角为300的足够长的斜面上有一质量为m的物体，它受到沿斜面方向的力F的作用。力F可按图（a）、（b）（c）、（d）所示的四种方式随时间变化（图中纵坐标是F与mg的比值，力沿斜面向上为正）。已知此物体在t=0时速度为零，若用v1、v2、v3、v4分别表示上述四种受力情况下物体在3秒末的速率，则这四个速率中最大的是（）A、v1B、v2C、v3D、v4解析,选向下为正方向,由动量定理分别得到对于A图:11.520.51mgmgmv对于B图:20.5111.51mgmgmgmv对于C图:311.52mgmgmv对于D图:41.52mgmv0taA．0tVB．0tSC．0tFD．如图47Fmg/ts0.50.50123Fmg/ts0.50.50123Fmg/ts0.50.50123Fmg/ts0.50.501231(a)(b)(d)(c)/ym/ts00.10.20.30.40.50.6a图()0.1/ym/ts0-0.81.60.80.1A/ym/ts0-0.81.60.80.1B/ym/ts0-0.81.60.80.1C/ts/ym0-0.81.60.80.1D综合四个选项得到3v最大13、（2007上海卷）固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动，推力F与小环速度v随时间变化规律如图所示，取重力加速度g＝10m/s2。求：（1）小环的质量m；（2）细杆与地面间的倾角。解析：由图得：a＝vt＝0.5m/s2，前2s有：F2－mgsin＝ma，2s后有：F2＝mgsin，代入数据可解得：m＝1kg，＝30小结：关键是要进行正确的受力分析，明确图象的斜率、图线与坐标轴围的“面积”的意义，运用已知物理公式，画出函数图象，通过图象与公式的有机结合去更深入地分析物理过程、掌握物理规律。三、振动图象（y—t）、波动图象（y—x）1、（2007年理综Ⅰ）一列简谐横波沿x轴负方向传播，波速为v=4m/s。已知坐标原点（x=0）处质点的振动图像如图所示（a），在下列4幅图中能够正确表示t=0.15s时波形的图是（）解析:由振动图像得到原点处的质点在y正半轴向下运动,由于向负x轴传