利用图象分析问题是物理学中常用的方法,其中的斜率、面积通常具有明确的物理意义.a.小明以6m/s的初速度将足球水平踢出,足球在草坪上滚动直到停下来的全过程中的速度一时间图象如图1所示.图1中图线与坐标轴所田的面积等于12个小方格的面积. (1)请你判断:足球在滚动过程中受到的阻力大小是变大、变小还是不变?(2)求足球滚动了多远才停下来?b.用如图2所示的电路研究电容器的放电过程,其中电压传感器相当于一个理想电压表,可以显示电阻箱两端电压随时间的变化关系.实验时将电阻箱R的阻值调至2000Ω,将开关S拨到a
2019-06-26
利用图象分析问题是物理学中常用的方法,其中的斜率、面积通常具有明确的物理意义.
a.小明以6m/s的初速度将足球水平踢出,足球在草坪上滚动直到停下来的全过程中的速度一时间图象如图1所示.图1中图线与坐标轴所田的面积等于12个小方格的面积.
(1)请你判断:足球在滚动过程中受到的阻力大小是变大、变小还是不变?
(2)求足球滚动了多远才停下来?
b.用如图2所示的电路研究电容器的放电过程,其中电压传感器相当于一个理想电压表,可以显示电阻箱两端电压随时间的变化关系.实验时将电阻箱R的阻值调至2000Ω,将开关S拨到a端,电源向电容器充电,待电路稳定后,将电压传感器打开,再将开关S拨到b端.电容器通过电阻箱放电.以S拨到b端时为t=0时刻,电压传感器测得的电压U随时间t变化图象如图3所示.忽略导线及开关的电阻,且不考虑电路辐射问题.
(1)求电容器所带电荷量的最大值.
(2)在图4上定量画出放电过程中电容器两端电压U随电荷量Q变化的关系图象,并据此求出在电容器充电过程中电源内部产生的热量.
优质解答
a、(1)因为v-t图象的斜率变小,加速度减小,根据牛顿第二定律f=ma,知足球在滚动过程中受到的阻力变小
(2)图1中图线与坐标轴所围面积即为足球滚动的距离,1格面积是1,12格面积是12,所以位移是12m,足球滚动了12m才停下来.
b、(1)在电容器放电过程中的任意瞬时有:△Q=I•△t
根据欧姆定律有 I=
U-t图线与t轴所围面积除以电阻R即为电容器所带电荷量的最大值,由图可知该面积等于12个小方格的面积,因此电容器所带电荷量的最大值,由图可知该面积等于12个小方格的面积.
因此电容器所带电荷量的最大值Q==6×1C
(2)电容器所带的电荷量Q与其两端电压U成正比,且由图3知电容器所带电荷量最大时,电容器两端电压U=6V.电源电动势E=6V.
放电过程中电容器两端电压U随电荷量变化的关系图象如答图1所示.
电容器放电过程中任意瞬时释放的电势能△=U•△Q
U-Q图线与Q轴所围面积为电容器放电过程中释放的总电势能,也是电容器在充电时获得的总电势能,即=18mJ
电容器充电过程中,非静电力做功提供的总能量=EQ=36J
电容器充电过程中电源内部产生的热量=-=18mJ
答:(1)足球在滚动过程中受到的阻力大小是变小
(2)求足球滚动了12m才停下来;
b.用如图2所示的电路研究电容器的放电过程,其中电压传感器相当于一个理想电压表,可以显示电阻箱两端电压随时间的变化关系.实验时将电阻箱R的阻值调至2000Ω,将开关S拨到a端,电源向电容器充电,待电路稳定后,将电压传感器打开,再将开关S拨到b端.电容器通过电阻箱放电.以S拨到b端时为t=0时刻,电压传感器测得的电压U随时间t变化图象如图3所示.忽略导线及开关的电阻,且不考虑电路辐射问题
(1)电容器所带电荷量的最大值6×1C.
(2)在图4上定量画出放电过程中电容器两端电压U随电荷量Q变化的关系图象,在电容器充电过程中电源内部产生的热量18mJ.
a、(1)因为v-t图象的斜率变小,加速度减小,根据牛顿第二定律f=ma,知足球在滚动过程中受到的阻力变小
(2)图1中图线与坐标轴所围面积即为足球滚动的距离,1格面积是1,12格面积是12,所以位移是12m,足球滚动了12m才停下来.
b、(1)在电容器放电过程中的任意瞬时有:△Q=I•△t
根据欧姆定律有 I=
U-t图线与t轴所围面积除以电阻R即为电容器所带电荷量的最大值,由图可知该面积等于12个小方格的面积,因此电容器所带电荷量的最大值,由图可知该面积等于12个小方格的面积.
因此电容器所带电荷量的最大值Q==6×1C
(2)电容器所带的电荷量Q与其两端电压U成正比,且由图3知电容器所带电荷量最大时,电容器两端电压U=6V.电源电动势E=6V.
放电过程中电容器两端电压U随电荷量变化的关系图象如答图1所示.
电容器放电过程中任意瞬时释放的电势能△=U•△Q
U-Q图线与Q轴所围面积为电容器放电过程中释放的总电势能,也是电容器在充电时获得的总电势能,即=18mJ
电容器充电过程中,非静电力做功提供的总能量=EQ=36J
电容器充电过程中电源内部产生的热量=-=18mJ
答:(1)足球在滚动过程中受到的阻力大小是变小
(2)求足球滚动了12m才停下来;
b.用如图2所示的电路研究电容器的放电过程,其中电压传感器相当于一个理想电压表,可以显示电阻箱两端电压随时间的变化关系.实验时将电阻箱R的阻值调至2000Ω,将开关S拨到a端,电源向电容器充电,待电路稳定后,将电压传感器打开,再将开关S拨到b端.电容器通过电阻箱放电.以S拨到b端时为t=0时刻,电压传感器测得的电压U随时间t变化图象如图3所示.忽略导线及开关的电阻,且不考虑电路辐射问题
(1)电容器所带电荷量的最大值6×1C.
(2)在图4上定量画出放电过程中电容器两端电压U随电荷量Q变化的关系图象,在电容器充电过程中电源内部产生的热量18mJ.