物理竞赛图象题全析

张北春

近几年的初中物理竞赛中的物理图象题,突出了对考生应用数学知识解决物理问题的能力的考查。物理图象类题型虽不复杂,但考生对图象的认识是分散的、不完整的,需要通过专题教学,使学生的思维上升到相互关联的、整体的认知水平,才能帮助学生更好地应对这类试题。

一、横、纵坐标轴

认识图象时,首先要从横、纵坐标轴开始,弄清两条坐标轴各代表什么物理量,了解物理图象反映的是哪两个物理量之间的相互变化关系。

例 如图1所示,这是在不同时刻测量一段(随温度发生均匀变化的)镍铬合金线的电阻值的R-t测量图象,与时刻t1相比,时刻t2的温度较__________(选填“低”或“高”)。

解析 从图1中图线的走势看,随着时间的延长,合金线的电阻越来越小,又因为导体的电阻随其温度的降低而减小,所以时刻t2的温度比时刻t1的温度低。

二、斜率

图象中某一点切线的斜率一般对应着一个新的物理量,例如路程随时间变化的s-t图象中的斜率表示物体在该点时的瞬时速度v,写成一般式为:斜率==新物理量的大小。

例 用图象可以表示物体的运动规律。图2甲、乙中表示物体做匀速直线运动的是_________段,表示物体处于静止状态的是__________段。

解析 图2甲中AB段的斜率为一常数(速度v),故AB段表示物体做匀速直线运动;BC段平行于时间横轴,也就是说物体运动的路程不随时间发生变化,故表示物体处于静止状态;图2乙中DE段的斜率为另一常数(加速度a),故DE段表示物体做匀加速直线运动;EF段平行于时间横轴,物体的速度大小不随时间发生变化,故表示物体做匀速直线运动。……