物理图像范文(精选11篇)
物理图像 第1篇
物理学中的图像是用数学中的“形”载着物理学的“质”, 是一种形象直观的“语言”。利用图像分析问题, 可使物理分析过程思路清晰, 巧妙、灵活地运用图像的“切线斜率”、“割线斜率”、“与纵横轴交点”、“图像与纵横轴围成的面积”及“图像的渐近线”等所代表的物理意义, 可形象简捷地解答许多物理问题。下面谈谈解读物理图像的一些主要方法。
一、看坐标轴
不同的图像表示的物理意义不同, 坐标轴代表的物理量也不同, 因此, 只有看清坐标轴所代表的物理量, 才能明确究竟研究的是哪两个物理量之间的制约关系。如简谐运动和简谐波的图像很容易混淆, 但只要对纵、横坐标所表示的物理量进行识别, 就不会出错。
【例1】 (2006年广东高考第2题) a、b两物体从同一位置沿同一直线运动, 它们的速度图像如图1所示, 下列说法正确的是 ( ) 。
A.a、b加速时, 物体a的加速度大于物体b的加速度
B.20秒时, a、b两物体相距最远
C.60秒时, 物体a在物体b的前方
D.40秒时, a、b两物体速度相等, 相距200m
【例2】 (2008广东高考第10题) 某人骑自行车在平直道路上行进, 图2中的实线记录了自行车开始一段时间内的v-t图像, 某同学为了简化计算, 用虚线作近似处理, 下列说法正确的是 ( ) 。
A.在t1时刻, 虚线反映的加速度比实际的大
B.在0~t1时间内, 由虚线计算出来的平均速度比实际的大
C.在t1~t2时间内, 由虚线计算出来的位移比实际的大
D.在t3~t4时间内, 虚线反映的是匀速直线运动
以上两例的图像中, 纵轴表示速度, 横轴表示时间, 由此可知, 图像描述的是物体运动速度随时间变化的规律。
二、看图线的特征
看清图像的坐标轴后, 根据图像中图线的特征初步掌握图线反映出的物理过程, 以及两个相关量的变化趋势, 就可进一步分析图像的物理内容。中学物理中常见的图线有直线和曲线两类, 以力学部分的图像为例, 匀速直线运动的v-t图线是平行于时间轴的直线, 表明速度是恒量;初速度为零的匀加速直线运动的v-t图线是过原点的直线, 表明速度与时间成正比;机车以恒定功率行驶的F-v图像中, 图线是双曲线, 表明牵引力与速度成反比;简谐运动的y-t图像中, 图线是正弦曲线, 表明质点振动的位移随时间的变化具有周期性;受迫振动中反映振幅A与驱动力频率f之间的关系的A-f图像中, 图线是“中间大, 两头小”的类正态分布曲线, 表明在频率不断增大时, 振幅是先增大后减小的, 等等。
例1中, a先匀加速直线运动, 再匀速直线运动;b做匀加速直线运动。
例2中, 从实线特征可知, 自行车所做的运动为加速运动——减速运动——加速运动——减速运动——加速运动。在t3~t4时间内, 虚线反映的是自行车做匀速直线运动, 即D正确。
三、看截距
物理图像的截距常用来表示初状态物理量的大小和方向, 但是某些截距也有着丰富的内涵, 需要经过深入分析才能揭示出其隐含的物理内容。如在闭合电路的u-i图像中, u轴截距表示电源的电动势, i轴的截距表示电源电源短路时的电流大小。再如在验证牛顿第二定律的a-F图像中, 若a轴有截距则表示平衡摩擦力过大;若F轴有截距表示没有平衡摩擦力或平衡摩擦力过小等。
例1中, v轴上的截距表示a的初速度为10m/s, t轴上的截距表示b在20s末才开始运动。
四、看图线的斜率
图像不同, 图线的斜率或图线上某点切线的斜率的物理意义也不同。斜率不仅反映了一个物理量随另一个物理量变化的快慢程度, 而且大多数图线的斜率还能给出一些坐标轴反映不出来的隐含物理量的大小和方向。因此正确理解斜率的物理意义, 是全面分析图像的一个重要方面。如纯电阻和闭合电路的U-I图像中, 伏安图线的斜率分别表示电阻R和电源内阻r的大小。再如利用理想气体状态变化的p-T图像或V-T图像, 可以根据图线的斜率比较同种气体的体积或压强的不同等等。
v-t图像斜率表示加速度的大小和方向。例1中, a物体先做初速为10m/s, 加速度a= (40-10) /20m/s2=1.5m/s2的匀加速直线运动, 再做速度为40m/s的匀速直线运动;b物体做初速为0, 加速度为a= (40-0) /20m/s2=2m/s2的匀加速直线运动, a的加速度小于b的加速度, 所以A错。例2中, 图线的斜率是变化的, 从斜率变化的趋势可反映加速度的变化趋势, t1时刻虚线反映的加速度比实际小, 即A错。
五、看图线所围成的面积
有些物理图像的面积能表示某些物理量的大小和方向, 因此在理解图像时, 需要对图像的面积作出具体的分析和判断。物理图像的面积一般有以下两种情形:一是用图线本身与坐标轴所围成的面积来表示物理量。如在力F的方向上通过一段位移s的F-s图像中, 图线与坐标轴所围成的面积表示力对物体所做的功, 且第一 (四) 象限的面积表示力对物体做正 (负) 功;二是用图线上某点与坐标轴构成的矩形面积来表示物理量。如纯电阻和闭合电路的U-I图中, 伏安图线上某点与坐标轴构成的矩形面积, 分别表示电阻R消耗的功率和电源的输出功率等。
例1中, 40s时两图线与t轴围成的面积相差最大, 所以两物体相距最远, 即B错。60秒时, a围成的面积比b大, 所以物体a在物体b的前方, 即C正确。40s时, 两物体相距s= (10+40) ×20/2m+20×40/2m=900m, 故D错。
例2中, 0~t1时间内, 虚线与t轴围成的面积比实际的大, 即位移比实际的大, 所以平均速度比实际大, B正确。在t1~t2时间内, 虚线与t轴围成的面积比实际的小, 所以虚线计算出来的位移比实际的小, 即C错。
六、看交点
图像中的交点不仅能表示两个相关量的变化区间, 而且具有一定的物理意义, 甚至是解决问题的隐含条件, 因此分析图像时, 不能忽视对交点的判断。一般图像中的交点有以下三种情形:一是图线与坐标轴的交点, 能表示某些物理状态, 如闭合电路的U-I图中, 伏安图线与U轴的交点表示电路处于开路状态, 与I轴的交点表示电路处于短路状态等;二是在同一图像中, 两条图线的交点往往隐含着解决问题的条件, 如直线运动的v-t图中, 两条速度图线的交点, 不仅代表某时刻两物体的速度相同, 而且可能隐含着物体之间有最大或最小距离等条件;三是图线的延长线与坐标轴的交点, 或图线与辅助线的交点也有一定的物理含义, 如理想气体等容变化的p-t (℃) 图中, 等容线反向延长后与t轴的交点, 表示绝对零度为-273.15K等。
例1中, 两图线的交点表示40s时, 两物体的速度相等, 相距最远。40s后两物体间距逐渐减小。速度相等通常是追及问题中两者能否追上或两者距离有极值的临界条件。
2018年八年级物理速度图像专题 第2篇
1、根据下列图像从左到右依次说明物体的运动状态。
2、(双选)如图是甲、乙两辆同时从同一地点出发的小车的s-t图象,由图象可知()
A.甲、乙两车在0-20s过程中都做匀速直线运动 B.经过5s,甲车通过的路程比乙车长 C.经过10s后,甲、乙两车相遇
D.在0~5s时间内,甲车的速度比乙车的速度小
3、甲、乙两小车同时同地同方向做匀速直线运动,它们的s-t图象分别如图(a)和(b)所示。由图象可知()
A.甲、乙两车的速度相同 B.甲通过2.4m时,乙通过3.6m C.经过3s,甲、乙相距0.3m D.两车相距1.2m时,运动的时间是6s
4、甲、乙物体点同时、同地点沿同一方向做直线运动,它们的v-t图象如图所示,则()
A.乙始终比甲运动得快 B.乙做匀速直线运动 C.甲始终静止在10m的位置 D.甲乙某一时刻速度相等
简述物理图像的妙用 第3篇
【关键词】图像 ; 解析式 ; 物理意义
【中图分类号】G634.7 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089(2015)15-0189-01
教学多年来,画各种各样的对应物理图像是讲课解题非常重要的工具之一,例:受力分析图,运动情况过程草图,各类直角坐标系图像,物理过程草图,电路图,能级图等等,基本上表达出题意,可以快速准确地解出题目。
知识概要
在物理学中,两个物理量间的函数关系,不仅可以用公式表示,而且还可以用图象表示。物理图象是数与形相结合的产物,是具体与抽象相结合的体现,它能够直观、形象、简洁的展现两个物理量之间的关系,清晰的表达物理过程,正确地反映实验规律。因此,利用图象分析物理问题的方法有着广泛的应用。图象法的功能主要有:
1.可运用图象直接解题。一些对情景进行定性分析的问题,如判断对象状态、过程是否能够实现、做功情况等,常可运用图象直接解答。由于图象直观、形象,因此解答往往特别简捷。
2.运用图象能启发解题思路。图象能从整体上把物理过程的动态特征展现得更清楚,因此能拓展思维的广度,使思路更清晰。许多问题,当用其他方法较难解决时,常能从图象上触发灵感,另辟蹊径。
3.图象还能用于实验。用图象来处理数据,可避免繁杂的计算,较快地找出事物的发展规律或需求物理量的平均值。也可用来定性的分析误差。
应用图象解题应注意以下几点:
1.运用图象首先必须搞清楚纵轴和横轴所代表的物理量,明确要描述的是哪两个物理量之间的关系。如辨析简谐运动和简谐波的图象,就是根据坐标轴所表示的物理量不同。
2.图线并不表示物体实际运动的轨迹。如匀速直线运动的s-t图是一条斜向上的直线,但实际运动的轨迹可能是水平的,并不是向上爬坡。
3.要从物理意义上去认识图象。由图象的形状应能看出物理过程的特征,特别要关注截距、斜率、图线所围面积、两图线交点等。很多情况下,写出物理量的解析式与图象对照,有助于理解图象物理意义。
类型一、运动类题目,画出实际运动情况草图
例如:天体运动类题目,学生搞不清楚是两个环绕天体共同绕一个中心天体,还是一个中心天体对应一个环绕天体,可简称为“一中两环”和“两中两环”模型,同时在做板书时,画图示意,清楚明确地向学生展示了题意。
再例如:对于直线运功题目画出阶段运动情况草图,标出已知量,表明所求未知量,轻松理解运动过程。
类型二、各种物理函数图象考点
1.挖掘交点的潜在含意
例1:某额定电压为8V的灯泡的伏安特性曲线如图10所示。若将它与一个R=7?赘定值电阻串联后接在电动势E=8V内阻r=1?赘的电源上,则通过该灯的实际电流为__________A,该灯的实际电功率为_______W。
【解析】 根据闭合电路的欧姆定律作I-U图线,如图所示。交点坐标即为灯泡的实际电流和电压。)
小灯泡正常发光,
P总=IE=2×30W=60W
P损=I2(r+r1)+PL=22×(1+2)+12=24W
本题既应用了交点的物理意义,也应用了面积的物理意义。
2.寻找图中的临界条件
物理问题常涉及到许多临界状态,其临界条件常反映在图中,寻找图中的临界条件,可以使物理情景变得清晰。
例2:从地面上以初速度2v0竖直上抛一物体A,相隔△t时间后又以初速度v0从地面上竖直上抛另一物体B,要使A、B能在空中相遇,则△t应满足什么条件?
【解析】在同一坐标系中作两物体做竖直上抛运动的s-t
圖像,如图:要A、B在空中相遇,必须使两者相对于抛出点的位移相等,即要求A、B图线必须相交,据此可从图中很快看出:物体B最早抛出时的临界情形是物体B落地时恰好与A相遇;物体B最迟抛出时的临界情形是
物体B抛出时恰好与A相遇,故要使A、B能在空中相遇,△t应满足的条件为:2v0/g<△t<4v0/g
3.把握图像的物理意义
例3:如图所示,一宽40 cm的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,一边长为20 cm的正方形导线框位于纸面内,以垂直于磁场边界的恒定速度v=20 cm/s通过磁场区域,在运动过程中,线框有一边始终与磁场区域的边界平行,取它刚进入磁场的时刻t=0,在下列图线中,正确反映感应电流随时问变化规律的是( )
【解析】 可将切割磁感应线的导体等效为电源按闭合电路来考虑,也可以直接用法拉第电磁感应定律按闭合电路来考虑。
当导线框部分进入磁场时,有恒定的感应电流,当整体全部进入磁场时,无感应电流,当导线框部分离开磁场时,又能产生相反方向的感应电流,所以应选C。
通过以上讨论可以看到,图像的内涵丰富,综合性比较强,而表达却非常简明,是物理学习中数、形、意的完美统一,体现着对物理问题的深刻理解。运用图像解题不仅仅是一种解题方法,也是一个感悟物理的简洁美的过程。
参考文献
[1]韩娟.高中生绘制物理概念图的思维策略[D];重庆师范大学;2009年
[2]杨介民.用《几何画板》改进物理难点的教学[N];电子报;2006年
三问高中物理图像 第4篇
第一问:从图像能得到什么———由图像的本身解决问题
应用图象可以直接求出或读出某些待求物理量。如一些图像中图线的斜率表示横、纵坐标上两物理量的相对变化率。常有一个重要的物理量与之对应, 用于求解定量计算中所对应的物理量的大小以及定性分析变化的快慢。如s-t图线的斜率表示速度的大小, v-t图线的斜率表示加速度的大小, 而且, 变化率还要注意平均变化率与瞬时变化率的区别, 例如:图中直线PQ的斜率表示速度在t0时刻的变化率, 而直线OP的斜率表示速度在0-t0时间内的平均变化率。
又如图像中的面积也可以对应某一物理量。如下面v-t中, 其中时间间隔越小每一段时间内越接近匀速运动, 从而累积即可得出图线与坐标轴之间所夹面积对应物体经过的位移, (如下左图) f-s图中阴影部分面积可表示力在位移S内所做的功 (如下中图) , f-t图中阴影部分可表示力在时间t内的冲量。 (如下右图)
值得注意的是, 有时从U-I图线的斜率变化可以看出元件电阻的变化, 但某点切线的斜率并不代表电阻, 例如:小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如下图所示, P为图线上一点, PN为图线的切线, PQ为U轴的垂线, PM为I轴的垂线。则下列说法中正确的是 ()
A.随着所加电压的增大, 小灯泡的电阻增大
B.对应P点, 小灯泡的电阻为
C.对应P点, 小灯泡的电阻为
D.对应P点, 小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积
其中对应P点, 小灯泡的电阻应为而非PN的斜率, 其中矩形PQOM所围的面积为对应P点的功率。不能理解为△OPQ的面积。
第二问:图像是怎么来的———由图像的由来解决问题
一些情况下, 图像本身物理量之间的关系隐含在物理过程或物理情境中, 有必要通过物理过程的分析, 物理规律的应用才能把握其中的关系, 探寻图像的由来也就显得十分必要了。
第一种情况是利用所给物理过程, 物理数据画出图像, 例如:如图甲所示, A是一边长为L的正方形线框, 电阻为R, 今维持线框以恒定的速度v沿x轴运动, 并穿过图中所示的两个大小相等的匀强磁场B1和B2区域.若以逆时针方向为电流的正方向, 线框在图示位置的时刻作为时间的零点, 则线框中的感应电流i随时间t的变化图线是下图图乙中 ()
对于本问题只要分析正方形线框在磁场外, 进入磁场1, 出磁场1进磁场2, 出磁场2这样四个过程, 利用右手定则或者楞次定律即可解决问题, 得出答案 (C) 。
再如:在无风的情况下, 跳伞运动员从水平飞行的飞机上跳伞, 下落过程中受到空气阻力, 下列描绘下落速度的水平分量大小vx、竖直分量大小vy与时间t的图像, 可能正确的是 ()
物理过程为跳伞运动员下落及水平运动的过程, 分析两个方向的受力情况成为能否正确解题的切入点。跳伞运动员下落过程中受到的空气阻力并非为恒力, 与速度有关, 且速度越大受到的阻力越大, 知道速度与所受阻力的规律是解决本题的关键。竖直方向运动员受重力和空气阻力, 速度逐渐增大, 阻力增大合力减小, 加速度减小, 水平方向只受阻力, 速度减小, 阻力减小, 加速度减小。在v-t图象中图线的斜率表示加速度, B项正确。
第二种情况是在给定图像信息的基础上, 只有找出函数式, 才能全面理解图像中表达的物理量, 或物理关系。此类问题隐含较深, 有一定的难度。例如:水平地面上有一轻质弹簧, 下端固定, 上端与物体A相连接, 整个系统处于平衡状态。现用一竖直向下的力压物体A, 使A竖直向下做匀加速直线运动一段距离, 整个过程中弹簧一直处在弹性限度内。下列关于所加的力F的大小和运动距离x之间关系的图像正确的是 ()
因为力F与x之间变化规律较隐含, 所以我们不妨从物体运动的重要条件“匀加速直线运动”入手, 分析物体下降过程中的受力, 利用牛顿第二定律, 找出力F与X的函数关系式, 本题图像也就显而易见了。
即:由于物体开始处于平衡状态, 所以有:mg=kx0其中x0为开始时弹簧的压缩量。
当物体运动过程中, 由牛顿第二定律得:F+mg-k (x+x0) =ma其中x为下降的位移, a为物体下落的加速度 (定值) 。
由上两式可得:F=kx+ma可见答案应选 (D) 。
第三问:怎样借助图像———图像辅助应用
有一些问题从一般的规律入手不容易解决, 如果借助图像, 根据题中要求作出相关图像, 将物理量间的代数关系转化为几何关系, 运用图像直观、简明的特点, 分析解决物理问题, 问题也就相对容易多了。例如:
如下图电路中R1=1kΩ, R2=2kΩ, 电源电动势E=6V, 内阻可以忽略, 图中D为一非线性元件, 其I-U如图试求流过D的电流 ()
由于D元件为非线性元件, 其电阻随两端电压变化而变化, 仅用欧姆定律不能完成该题。考虑到从D元件的伏安特性曲线可以读出不同电压下流过的电流值, 结合电路的特点, 可以表达出D两端的电压与电流的关系式。
即:设流过D的电流为I, 其两端电压为U, 则有:流过R1的电流为
可以看出这是一个一次函数关系, 反映了元件D在该电路工作的I-U关系, 把这个关系用图像画在图中, 可见从两线的交点即可读出D的工作电流。
再如:如下图所示, 两质量相等的物块A、B通过一轻质弹簧连接, B足够长、放置在水平面上, 所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长, 运动过程中始终处在弹性限度内。在物块A上施加一个水平恒力, A、B从静止开始运动到第一次速度相等的过程中, 下列说法中正确的有 ()
A.当A、B加速度相等时, 系统的机械能最大
B.当A、B加速度相等时, A、B的速度差最大
C.当A、B的速度相等时, A的速度达到最大
D.当A、B的速度相等时, 弹簧的弹性势能最大
处理本题的关键是对物体进行受力分析和运动过程分析, 使用图象处理则可以使问题大大简化。对A、B在水平方向受力分析如下图, F1为弹簧的拉力;当加速度大小相同为a时, 对A有F-F1=ma, 对B有F1=ma, 得F1=, 在整个过程中A的合力 (加速度) 一直减小而B的合力 (加速度) 一直增大, 在达到共同加速度之前A的合力 (加速度) 一直大于B的合力 (加速度) , 之后A的合力 (加速度) 一直小于B的合力 (加速度) .两物体运动的v-t图像如图, t1时刻, 两物体加速度相等, 斜率相同, 速度差最大, t2时刻两物体的速度相等, A速度达到最大值, 两实线之间围成的面积有最大值即两物体的相对位移最大, 弹簧被拉到最长;除重力和弹簧弹力外其他力对系统正功, 系统机械能增加, t1时刻之后拉力依然做正功, 即加速度相等时, 系统机械能并非最大值。
在学习理想气体的有关问题时, 经常遇到气体状态参量变化的问题, 如果仅靠字面理解, 过程过于抽象, 对于问题解决不利。如果能用图像画出变化过程, 问题就明朗化了。例如:气体的关于一定质量的理想气体, 下列说法正确的是 ()
A.先等压膨胀, 再等容降温, 其温度必低于起始温度
B.先等温膨胀, 再等压压缩, 其体积必小于起始体积
C.先等容升温, 再等压压缩, 其温度有可能等于起始温度
D.先等容加热, 再绝热压缩, 其内能必大于起始内能
本题若直接去分析气体状态变化
的过程较为繁琐, 借助图像 (如P-V) 来分析可以使过程直观、明了。当然对D选项的分析, 必须先理解绝热、理想气体的内能的概念, 然后从热力学第一定律分析P、V、T的变化情况。
应用图像法求解物理问题探析 第5篇
【关键词】图像法求解物理问题
一、图像的物理意义主要通过图像的坐标轴、点、线、面、斜率、截距等来体现
(1)坐标轴:物理图像不同,坐标表示的物理量不同,图像所表示的物理意义也就不同,因此在识图或作图时,必须明确两坐标轴表达的是什么性质的物理量。如:简谐运动和简谐波的图像,形状是相同的,但两图像所表示的物理规律不同,这时就要根据坐标轴所表示的物理量不同进行区别。
(2)点:物理图像上的点代表某一物理状态,它包含着该物理状态的特征和特性。物理图像中的点主要有:①截距点:表示当一个物理量为零时另一个物理量的值是多少,由此往往能等到一个很有意义的新的物理量。如;在电源的U-I图像中,图像与纵轴的交点表示电源的电动势,与横轴的交点表示电源的短路电流。②交点:即图线与图线的交点,它反映了两个不同的研究对象此时具有相同的物理量。如:在S-t图像中,两图线的交点表示二运动物体运动位移相同的时刻和位移,在V-t图像中,两图线的交点表示二运动物体运动速度相同的时刻和速度。③极值点:它表明该点附近物理量的变化趋势。④拐点:反映出物理过程在该点发生突变,物理量由量变到质变的转折点。如图1中,在P点,加速度的方向发生变化,而速度方向未变,图2中,在P点加速度方向未变而速度方向发生变化。
(3)线:指图像的形状,它表示研究对象的变化过程和规律。
(4)面:是指图像与坐标轴所围的面积。有些物理图像的图线与横轴所围的面积的值常代表另一个物理量的大小,如:V-t图像中所围面积代表位移的大小,F-S图像中所围面积为力所的功的大小,S-(1/V)图像与1/V轴所围的面积代表时间。
(5)斜率:物理图像的斜率,其大小往往代表另一个重要的物理量。物理图像斜率有两种,一种是过曲线(特例是直线)上某一点所作曲线的切线(图3中图线1)的斜率,该斜率反映两个物理量增量之比值,即 k=Δy/Δx,如S-t图象的斜率为速度,V-t图像的斜率为加速度、Φ-t图象的斜率为感应电动势等;另一种是曲线上某一点与坐标原点的连线(图3中图线2)的斜率,斜率代表两个物理量的比值,即k=y/x,如U-I图象的斜率为电阻、F-q图象的斜率为场强,ε-q图象的斜率为电势等。
二、规律应用
(一) 明确图像物理意义,求解与图像有关的物理问题
例1、质量为1 500 kg的汽车在平直的公路上运动,v-t图像如图4所示.由此可求 ()
A.前25 s内汽车的平均速度
B.前l0 s内汽车的加速度
C.前l0 s内汽车所受的阻力
D.15~25 s内合外力对汽车所做的功
解析:由v-t图象的斜率表示加速度大小,这样由牛顿第二定律可求出合力,由v-t图像与坐标轴所围面积表示位移大小,位移除以相应时间就求出平均速度大小,由力和位移可求出合外力的功。答案为ABD
例2:如图5所示,直线OAC为某一直流电源的总功率随着电流变化的图线,抛物线OBC为同一直流电源内部的热功率随电流I变化的图线。若A、B对应的横坐标为2A,则下面说法中正确的是( )
A.电源的电动势为3V,内阻为1Ω
B.线段AB表示的功率为2W
C.电流为2A时,外电路电阻为0.5Ω
D.电流为3A时,外电路电阻为2Ω
解析:由题可知,直线OAC表达式是P总=EI,从而可知其斜率为电源的电动势;抛物线0BC表达式为P热=I2r,从图中交点C的数据即可求出E=3V和r=1Ω。然后根据前面两式又可以求出当I=2A时的PA=6W和PB=4W,从而可求AB段表示的功率为2W。从物理意义上看,AB段实际上就是电流的输出功率,即可用P出=I2R算出外电阻R。交点C表示AB=0,即输出功率为0,从而分析C点为电源外电路短路的情况,故马上可以得出当I=3A时外电路的功率为0。
(二) 根据题设条件做出图像,求解物理问题
例3:一只老鼠从老鼠洞沿直线爬出,已知爬出速度v的大小与距老鼠洞中心的距离S成反比,当老鼠到达距老鼠洞中心距离S1=1m的A点时,速度大小为v1=0.2m/s,问当老鼠到达距老鼠洞中心S2=2m的B点时,其速度大小v2为多少,老鼠从A点到B点所用的时间为多少。
解析:由于老鼠的运动是一个变速直线运动,则不能通过匀速运动、匀变速运动公式直接求解,可用图像法求解。因运动速度与运动距离成反比,则运动速度的倒数与运动距离成正比(或者说速度与距离的倒数成正比),作出(1/v)-S图像(若以v、1/S为坐标轴作图像,图线所围面积没有意义,可见合理选择坐标轴在应用图像法时非常重要的)如图6所示,则图中阴影区的面积表示从A运动到B所用的时间。求得v2=0.1m/s,t=(1/v1+1/v2)(S2-S1)/2=7.5s。
例4:水平直轨道上有两辆火车A和B相距S,A车在后做初速度V0,加速度大小为2a的匀减速直线运动,B车同时做初速度为零,加速度大小为a的匀加速直线运动,两车运动方向相同,要使两车不相撞A车的初速度V0应满足什么条件?