中考物理專題《力學圖象的應用》.zip
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力學圖象能形象、直觀地表示物理過程和物理量之間的變化規律,是解決力學問題的重要方法之一;含有力學圖象的考題,能有效考查應用圖象分析解決問題的能力,是中考的??键c;鑒于力學圖象涉及物理和數學知識,數理知識有機結合的綜合應用棺對有一定的難度,加之學生對圖象的認識是分散的、不完整的,從而加大了對圖象理解與應用的難度,致使圖象考題的失分率過高,因此,有必要對力學圖象加以整合歸類。
對于力學圖象,一是會識圖,弄清圖線形狀(直線、曲線、折線)所反映的物理量的變化過程、趨勢或規律,明確圖線中的點(交點、拐點)、線的物理意義;二是會用圖,由圖象直接讀出或求出某些物理量,應用圖象及所學知識進行分析、判斷或計算。常見的力學圖象大致如下。
一、運動圖象
運動圖象反映物體運動的規律。
1.路程——時間( )圖象
縱軸表示運動物體通過的路程,橫軸表示運動物體所用的時間,圖象表示路程隨時間變化的關系。由圖象可確定物體運動的性質、位置、路程。
例1 甲、乙兩同學在平直的路面上同向行駛,他們的 圖象如圖1所示,由此可判斷 同學運動得較快,開始運動時兩同學相距 m,圖中的 點表示 。
解析:由圖象可以看出,甲、乙的 圖線均是一條傾斜向上的直線,表明路程隨時間成正比,說明他們均做勻速直線運動;圖線的傾斜程度(斜率)不同,傾斜程度越大,速度越大,
故甲同學運動較快(或比較相同時間內通過的路程,如5s內,甲通過的路程為25 m,乙通過
的路程為25 m–10 m=15 m,故甲同學運動較快。
圖線與縱軸的交點表示計時為零時物體的位置,即出發點位置,由圖象可知,甲的出發點在坐標原點,乙的出發點在距坐標原點10 m處,故開始運動時兩同學相距10 m;兩圖線的交點 表示甲同學追上了乙同學(兩同學同時運動至同一地點)。
【點撥】(1)圖象中的點對應的是一個物理狀態,線對應的是一個物理過程。在 圖象中:①圖線形狀:傾斜向上的直線——勻速直線運動,傾斜向下的直線——勻速直線運動但運動方向與規定的運動方向相反,與時間軸平行的直線——靜止,曲線——變速運動;②圖線斜率:速度;③圖線交點:圖線與縱軸的交點(縱截距)——物體的初始位置,圖線與橫軸的交點(橫截距)——物體開始運動的時刻或物體回到原點時所用的時間,兩圖線交點——兩物體相遇(交點的橫坐標——相遇時刻,縱坐標——相遇位置);④圖線拐點:物體開始反向運動。
(2)由 圖象可求出速度.利用求得的速度可計算功、功率,比較動能大小等。
2.速度——時間( )圖象
縱軸表示物體運動的速度,橫軸表示所用的時間,圖象表示速度隨時間變化的關系。
由圖象可確定物體運動的性質、速度。
例2 圖2所示的為某汽車通過一平直公路時記錄的 圖象,甲、乙、丙、丁四個過程中,汽車做勻速直線運動的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
解析:由圖象可知,甲、丙過程中圖線均是一條傾斜向上的直線,速度隨時間的增大而增大,說明汽車做加速直線運動;乙過程中圖線是一條平行于時間軸的直線,速度不變,說明汽車做勻速直線運動;丁過程中圖線是一條傾斜向下的直線,速度隨時間的增大而減小,說明汽車做減速直線運動。答案:B。
【點撥】(1)在 圖象中:①圖線形狀:傾斜向上的直線——加速直線運動,傾斜向下的直線——減速直線運動,與時間軸平行的直線——勻速直線運動,曲線——變速運動;②圖線交點:圖線與縱軸的交點(縱截距)——計時開始時的速度,圖線與橫軸的交點(橫截距)———速度為零,兩圖線交點——兩物體在交點時刻速度相等;③圖線拐點:物體運動性質發生改變。
(2)利用 圖象可比較動能大小,計算路程、力、功、功率等。
二、密度( )圖象
縱軸表示物體的質量,橫軸表示物體的體積,圖象表示質量隨體積變化的關系。由圖象可比較相同質量時的體積、相同體積時的質量的大小,可求得物質的密度。
例3 如圖3所示是甲、乙兩種物質的質量和體積的關系圖象。
(1)若甲、乙的質量相等,則 的體積較大;若甲、乙的體積相等,則 的質量較大。
(2)兩物質的密度之比為 。
(3)若用質量相等的兩種物質分別制成實心正方體A、B,把它們并排豎直放在水平地面上,則A、B對地面的壓強之比為 。
解析:圖象縱坐標質量的分度值為1g,橫坐標體積的分度值為0. 5 cm3 。
(1)質量相等比體積,可利用縱軸上的水平線如4.g,比較兩圖線與該水平線相交的橫坐標值,可知甲、乙的體積分別為0. 5 cm3和4 cm3,故質量相等時,乙的體積較大;體積相等比質量,可利用橫軸上的垂線如1 cm3,兩圖線與該垂線相交的縱坐標值分別為8g和1g,故體積相等時,甲的質量較大。
(2)圖線的斜率表示該物質的密度,取圖象中特殊點的對應坐標值,
則甲的密度: ,乙的密度 ,
故 。
(3)正方體A、B的質量相等, ,由密度公式的變形式 可知, ;因正方體的體積 ,則邊長(高)之比: 。
正方體對地面的壓強
A、B對地面壓強的比值
故A、B對地面的壓強之比為 。
【點撥】(1)同種物質的 圖象是一條過原點傾斜向上的直線;不同物質的 圖象傾斜程度不同,傾斜程度越大,物質的密度越大。
(2)在同一坐標圖中,比較兩個物理量的大小,可做一條垂線或水平線,使其中的一個量保持不變,再進行比較。
(3)利用 圖象的密度關系可比較壓強或浮力的大小,判斷物體的浮沉狀態,進行有關計算等。
三、力的圖象
力(動力、阻力)的圖象反映物體所受力的大小變化的規律。
1.力一時間( )圖象
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