高中物理解題中如何運(yùn)用圖象法

李中珍

摘 要：高中物理屬于一門擁有較強(qiáng)的思維性和復(fù)雜性的學(xué)科內(nèi)容，而且高中物理解題當(dāng)中，都會(huì)涉及非常多的公式以及物理理論知識(shí)等。而在解題當(dāng)中，單憑公式推導(dǎo)和頭腦邏輯分析，是很難理清思路、解決問題的，并且解題的效率也是相對(duì)較低的，而在實(shí)際的解題當(dāng)中合理地運(yùn)用圖象法，能夠使學(xué)生清晰地明確解題思路，并且在最快時(shí)間內(nèi)，正確地解答問題，真正有效地提升學(xué)生的解題速度以及解題能力。

關(guān)鍵詞：高中；物理解題；圖象法

一、從識(shí)圖入手，合理運(yùn)用圖象法解答物理問題

在實(shí)際的高中物理解題當(dāng)中，合理地運(yùn)用圖象法來進(jìn)行解題，其首要環(huán)節(jié)就是要學(xué)會(huì)識(shí)圖，從識(shí)圖入手弄清楚圖象所展現(xiàn)的物理規(guī)律以及物理知識(shí)等，通過全面系統(tǒng)地掌握?qǐng)D象當(dāng)中所展現(xiàn)的“軸、線、點(diǎn)”等各種物理意義，以此來為學(xué)生解題提供有利幫助，從而方便、快捷地引導(dǎo)學(xué)生解答問題。

以下就以圖象當(dāng)中的“斜率”為案例進(jìn)行分析，在物理圖象當(dāng)中斜率代表兩個(gè)物理量增量比值，其大小一般都會(huì)代表另一個(gè)物理量值。例如，電場(chǎng)力F—檢驗(yàn)電荷q圖象斜率屬于電場(chǎng)強(qiáng)度；電容器Q—U圖象斜率屬于電容等內(nèi)容。通過仔細(xì)地識(shí)圖，來掌握和了解線性圖線的具體特點(diǎn)與特征，并結(jié)合某些定值量就可以推斷出與解題相關(guān)的結(jié)論與內(nèi)容。

例題1：在空間中某一靜電場(chǎng)內(nèi)電勢(shì)φ在x軸的分布如圖1，x軸存在兩點(diǎn)為B、C，電場(chǎng)強(qiáng)度在x方向上分量為EBx、ECx，以下哪種說法是正確的（ ）

（a）EBx大于ECx

（b）EBx方向沿x軸正方向

（c）在電荷為O點(diǎn)時(shí)，受到電場(chǎng)力在x方向上分量是最大的

（d）負(fù)電荷在沿x軸自B向C移動(dòng)中，電場(chǎng)力先做正功，后做負(fù)功

問題解析：對(duì)于該題的著手點(diǎn)是如何判斷EBx與ECx的大小，由于φ—x圖當(dāng)中的斜率是沿x方向的E，所以可以明確EBx>ECx。由此可見其正確答案為（a）（d）。通過這樣的形式就可以明確O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)是最小的，并且電荷在這一點(diǎn)上受到的電場(chǎng)力也是最小的，所以（c）項(xiàng)是錯(cuò)誤的；通過沿電場(chǎng)方向電勢(shì)逐漸降低，在O點(diǎn)左側(cè)，EBx方向沿x軸負(fù)方向，而在O點(diǎn)右側(cè)，ECx方向沿x軸正方向，因此選項(xiàng)（b）也是錯(cuò)誤的。

二、通過作圖來解決問題，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)水平

對(duì)于作圖解決問題，其題目一般分為兩種，首先，題目要求作出某一物理量變化圖象，如，作出某時(shí)刻波形圖、振動(dòng)圖象等。其次，就是為了解決某一問題而進(jìn)行作圖，如，作速度圖象來求出物體的運(yùn)動(dòng)路程、作路端電壓/電流圖象來求電源電動(dòng)勢(shì)或是內(nèi)阻等。在進(jìn)行作圖時(shí)，要注重物理量單位、坐標(biāo)軸標(biāo)度的選擇、函數(shù)圖象特征等內(nèi)容，再通過題中要求來獲取圖象信息，以此來進(jìn)行作圖，一定要根據(jù)題意將抽象的物理過程運(yùn)用圖象進(jìn)行表達(dá)，通過有效地將物理量間代數(shù)關(guān)系向幾何關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)變，以此來運(yùn)用圖象直觀、簡明地掌握其特點(diǎn)，從而更好地解決問題。

例題2：大爆炸理論中提出宇宙起源于137億年前在一次大爆炸中形成。自開始瞬間外演化至今時(shí)間內(nèi)，宇宙屬于勻速膨脹狀態(tài)。在20世紀(jì)末期，通過對(duì)1A型超新星觀測(cè)中表現(xiàn)出，宇宙正加速膨脹，而對(duì)于這個(gè)發(fā)現(xiàn)宇宙學(xué)家探究其形成因素，并提出宇宙大部分可能是由暗能量所組成的，而對(duì)于這樣的排斥作用，使得宇宙在近期天文時(shí)期內(nèi)開始加速膨脹。如果一直保持這樣，將標(biāo)志宇宙大小的宇宙半徑R會(huì)與宇宙年齡t關(guān)系，呈現(xiàn)圖2哪個(gè)圖象？

問題解析：在圖中縱坐標(biāo)宇宙半徑R，是為星球發(fā)生位移x，其切線斜率就是宇宙半徑增加程度，根據(jù)題意分析，宇宙在加速膨脹的情況下，其半徑增加的速度不斷增大，因此（C）為正確

答案。

三、科學(xué)用圖，為學(xué)生日后解題提供有利條件

在學(xué)生學(xué)習(xí)高中物理知識(shí)中，學(xué)會(huì)運(yùn)用圖象是增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)水平和整體學(xué)習(xí)能力的關(guān)鍵，通過讓學(xué)生運(yùn)用圖象法來增強(qiáng)自身思維能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維，從而真正有效地促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提升，促進(jìn)學(xué)生未來穩(wěn)定發(fā)展。所以學(xué)生不僅要識(shí)圖、作圖，也要科學(xué)地用圖，其主要內(nèi)容就是包括用圖象來比較物理量大小、通過轉(zhuǎn)換圖象來解答問題，良好地用圖象求解面積問題等。

例題3：一顆子彈，在速度較大的情況下水平擊穿光滑平面的木塊上，而設(shè)木塊對(duì)子彈阻力恒定，那么當(dāng)子彈入射速度增大的情況下，哪種說法是正確的？（如圖3、圖4所示）

（a）木塊所獲得的動(dòng)能越來越多

（b）木塊所獲得的動(dòng)能越來越小

（c）子彈穿透木塊時(shí)間變長

（d）子彈穿透木塊時(shí)間變短

問題解析：以往的解題思路就是通過常規(guī)以牛頓第二定律或是運(yùn)動(dòng)學(xué)公式來解答問題，整體形式相對(duì)比較復(fù)雜且容易出錯(cuò)。所以在解決問題時(shí)應(yīng)合理地運(yùn)用圖象法進(jìn)行解題。通過對(duì)圖象進(jìn)行全面有效的分析與研究，由圖可知，當(dāng)子彈入射速度不斷增加時(shí)，那么木塊所獲得的動(dòng)能將逐漸變小，子彈穿過木塊的時(shí)間也會(huì)變短，因此問題的答案為（b）（d）。

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