在直线上表示下列各数([提升篇]必看,图像中面积”和斜率”)


在直线上表示下列各数([提升篇]必看,图像中面积”和斜率”)

图像能够非常生动地展示物理量之间的变化关系。其中,我们最常见到的两个概念就是“斜率”和“面积”。

那么,“斜率”在图像中到底代表了什么物理意义呢?它其实是纵轴的变化量与横轴的变化量的比值趋近于一个极限值。我们可以想象一个场景,在图像中有两点PQ和一条虚线,这三者构成一个三角形。这个三角形的对边与邻边的比值,就是我们所说的斜线的斜率,这个概念与我们初中所学的坡度概念相似。

那么,当图像是曲线时,我们如何在曲线上理解斜率的概念呢?同样找到图像上的两个点PQ,将P点固定,将Q点沿图像向P点方向移动。我们可以看到这个三角形的对边和邻边都在动态变化,PQ连线的斜率也随之变化。直到Q点与P点重合,此时的PQ连线就变成了该曲线在P点的切线,这条切线的斜率就代表了曲线在P点的斜率。

那么,“面积”在图像中又代表什么呢?当我们把横轴微分成无数小份,每一个小矩形的面积加起来,就会和曲线与坐标轴围成的面积近似相等。当这些份数趋近于无穷大时,这些小矩形的面积之和就会趋近于曲线与坐标轴围成的面积。

总结来说,理解图像中的“斜率”和“面积”的含义,只需要通过观察图像中它们所代表的物理量就可以了。

接下来我们看一个例题:一个带有负电的粒子只在电场力的作用下沿着x轴正向运动。它的电势能Ep随位移x变化的关系图已经给出,其中0~x2段是关于直线y = x1对称的曲线,x2~x3段是直线。关于这个例题的正确说法是:

A.x1处的电场强度为零。

B.在x1、x2、x3处的电势1、2、3的关系为1>2>3。

C.粒子在0~x2段做匀变速运动,而在x2~x3段则做匀速直线运动。

D.x2~x3段的电场是匀强电场。

答案是ABD。


在直线上表示下列各数([提升篇]必看,图像中面积”和斜率”)