高考物理图像分析法及各种图形集合！

高考物理图像分析法及各种图形集合！

图像分析法是高考物理中一种重要的解题方法，通过分析物理图像的数学特征及其物理意义，可以更直观地理解物理规律和解决物理问题。本文将系统介绍图像分析法的基本原理、常用图像类型及其在解题中的具体应用。

图像分析法的基本原理

所谓图像分析法，就是利用图像本身数学特征所反映的物理意义解决物理问题（已知图像找出物理量间的函数关系）和确定物理量间的函数关系，作出物理图像来解决物理问题。常用的有矢量图、坐标图和光路图等。

根据中学物理中所研究的物理规律，常用的数学函数图像有以下类型：

1. 正比例函数：如F=kΔx，匀速直线运动中的s=v·t等；
2. 反比例函数：如物体受恒力作用时加速度与质量的关系a=F／m等；
3. 一次函数：如U=ε－Ir等；
4. 二次函数：如s=vt+等；

在分析物理图像时首先要看清图像名称，搞清图像研究的是什么，再根据图线的一些特殊规律，并对照两个坐标轴上的物理量和单位，同时联想它们的物理过程，就容易搞清图像的物理意义，这样利用图像解题也就变得容易了。

对于已知题设条件来确定物理图像是一个比较复杂的过程，这里包括依据物理量间的函数关系作出物理图像，物理图像的变换；利用求出的物理图像解决物理问题等几个方面，这类问题中，关键是正确地寻找出物理量之间的联系，后找出这一联系的关键在于分析物理过程。

图像分析法的具体应用

针对不同题型，图像的不同作用，可把图像法分类概括如下：

1. 利用图像揭示物理规律。

• 分析图像直接反映出来的问题；
• 定性地给出一些复杂物理过程的物理量之间的函数关系。

2. 利用图像分析物理过程和变化关系。
3. 利用图像简化繁琐的公式推算。
4. 利用图像分析实验误差，揭示物理规律。
5. 利用图像挖掘隐含条件，解综合题。

典型例题解析

例题： 在2004年雅典奥运会上，我国运动员黄珊汕第一次参加蹦床项目的比赛即取得了第三名的优异成绩。假设表演时运动员仅在竖直方向运动，通过传感器将弹簧床面与运动员间的弹力随时间变化的规律在计算机上绘制出如图所示的曲线，当地重力加速度为g=10m/s2，依据图象给出的信息，回答下列物理量能否求出，如能求出写出必要的运算过程和最后结果。

（1）蹦床运动稳定后的运动周期；
（2）运动员的质量；
（3）运动过程中，运动员离开弹簧床上升的最大高度；
（4）运动过程中运动员的最大加速度。

解析：

（1）周期可以求出，由图象可知T=9.5－6.7=2.8s。

（2）运动员的质量可以求出，由图象可知运动员的重力为500N，即mg=500N，m=50kg。

（3）运动员上升的最大高度可以求出，由图象可知运动员运动稳定后每次腾空时间为：Δt=8.7—6.7=2s。H=

m=5m。

（4）运动过程中运动员的最大加速度可以求出，运动员每次腾空时加速度a1=－g=－10m／s2，而陷落最深时由图象可知Fm=2500N，此时由牛顿运动定律Fm－mg=ma，可得此时刻最大加速度am=
－g=40m／s2