高中物理“圖像法”解題技巧總結(jié)

李駿杰

（山東省北鎮(zhèn)中學(xué)2017級 山東濱州 256600）

一、圖像法的特性分析

運(yùn)用圖像法來解答問題實(shí)際上就是通過圖像對問題展開進(jìn)一步的分析，將文字所要傳達(dá)的含義顯示出來，這樣一種圖像法的解題方法運(yùn)用程度較高，在大部分學(xué)科之中，均會使用該方式解決問題。在運(yùn)用圖像法解答問題以前，第一步，需要對其物理的題型進(jìn)行仔細(xì)分析，依據(jù)不相同的題型使用不一樣的圖像法來處理。高中學(xué)生需要牢牢掌握好各種圖像法處理技巧，從而減少解答問題的時(shí)間，提升自身的問題解答效率。例如，在學(xué)習(xí)物理的過程中，部分運(yùn)用類的物理問題，在采用圖像法進(jìn)行處理的時(shí)候，其解決方法相對而言是非常簡單的，僅僅需要構(gòu)建一個(gè)二維坐標(biāo)系即可，經(jīng)過圖像的構(gòu)建可以直觀的把物理問題中的重點(diǎn)顯示出來。圖像法的運(yùn)用需要按照函數(shù)與圖像之間的關(guān)系，高中學(xué)生在運(yùn)用這樣一種解題方法的過程中，應(yīng)當(dāng)從問題中找到重點(diǎn)，接著對這一重點(diǎn)建立坐標(biāo)軸，觀察圖像與函數(shù)間的關(guān)系，再通過圖像對其展開進(jìn)一步的分析與計(jì)算，避免在解答問題的過程中產(chǎn)生一些不必要的錯(cuò)誤。[1]

二、圖像在高中物理教學(xué)中應(yīng)用的重要性

1.圖像在物理教學(xué)中的特殊功能

圖像是指直角坐標(biāo)系中表示兩個(gè)相關(guān)物理量之間函數(shù)關(guān)系的圖線。在物理中，直角坐標(biāo)系中的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)分別代表不同的物理量，蘊(yùn)藏著一定的因果關(guān)系。圖線的變化，形象地展現(xiàn)了兩個(gè)物理量間的關(guān)系，同時(shí)兩者間的變化規(guī)律也直觀的體現(xiàn)出來。圖線的斜率、二次函數(shù)的解析式等是數(shù)學(xué)工具在解決一些物理問題上的應(yīng)用。因此在物理教學(xué)中，應(yīng)充分利用物理圖像，讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)與物理相結(jié)合的魅力。[2]

2.圖像有助于學(xué)生對物理知識的理解

合理應(yīng)用圖像，能夠?qū)?fù)雜的物理過程簡單化，有助于學(xué)生對物理知識的理解。如物理學(xué)中有些物理量采用比值法定義，借助正比函數(shù)圖像，可以直觀體現(xiàn)兩個(gè)物理量間的正比關(guān)系，讓學(xué)生更深刻地理解物理概念。

三、高中物理“圖像法”解題類型

1.勻變速運(yùn)動的圖像

物理圖像作為數(shù)與形相結(jié)合的產(chǎn)物，使具體與抽象想結(jié)合的體現(xiàn)，其能夠直觀、生動的展現(xiàn)兩個(gè)物理量間的關(guān)系，清晰闡述物理過程，對學(xué)生解答物理問題而言具有幫助。

例1：圖所示，為甲乙兩物體在同一直線上運(yùn)動的位置坐標(biāo)隨x隨時(shí)間t變化的圖像，已知甲做勻變速直線運(yùn)動，乙做勻速直線運(yùn)動，則在0～t2時(shí)間內(nèi)，下列說法正確的是（）。

A.甲做勻減速直線運(yùn)動

B.乙做變速直線運(yùn)動

C.0～t1兩物體平均速度大小相等

D.兩物體的運(yùn)動方向相反

解：A.根據(jù)位移圖像的斜率等于速度，知甲沿負(fù)方向做勻速直線運(yùn)動，故A錯(cuò)誤；B.乙圖像切線的斜率不斷增大，說明乙的速度不斷增大，做變速直線運(yùn)動，故B正確；C.根據(jù)坐標(biāo)的變化量等于位移，則知，0-t1兩物體位移大小不等，方向相反，所以平均速度不等，故C錯(cuò)誤；D.根據(jù)位移圖像的斜率等于速度可知，甲的速度為負(fù)，乙的速度為正，即兩物體的運(yùn)動方向相反，故D正確。故選：B、D。

2.振動圖像與波動圖像

在解答有關(guān)振動圖像與波動圖像的問題時(shí)，首先，我們要準(zhǔn)確判定圖像中哪一個(gè)是波動圖像，哪一個(gè)是振動圖像，關(guān)鍵在于周期與振幅；其次，在確定圖像后，選中振動圖像準(zhǔn)確找到對應(yīng)波動圖像中的質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)所在的位置就是波動圖像的具體時(shí)刻；最后，從振動圖像中找出該質(zhì)點(diǎn)在波動圖像中的那一時(shí)刻的振動方向，然后再確定波的傳播方向及其他問題。

3.力學(xué)方面

當(dāng)前，描述物理量的方法有許多種，圖像法是一種常見的方法。力學(xué)中涉及到圖像問題的內(nèi)容比較多，我們能夠借助圖像收集關(guān)鍵信息，提取問題中涉及到的函數(shù)關(guān)系巧妙解答問題，能夠有效節(jié)省我們的學(xué)習(xí)時(shí)間。需要注意的是，各段時(shí)間內(nèi)對應(yīng)的位移等于此段時(shí)間內(nèi)圖線與坐標(biāo)軸包圍的面積，全程的位移則是時(shí)間軸上方與下方圖線所圍面積的差。

例2：研究表明，一般人的剎車反應(yīng)時(shí)間（即圖甲中“反應(yīng)過程”所用時(shí)間）t0＝0.4s，但飲酒會導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)間延長。在某次試驗(yàn)中，志愿者少量飲酒后駕車以v0＝72km／h的速度在試驗(yàn)場的水平路面上勻速行駛，從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止，行駛距離L＝39m。減速過程中汽車位移s與速度v的關(guān)系曲線如圖乙所示，此過程可視為勻變速直線運(yùn)動。取重力加速度的大小g＝10 m／s2。求：

（1）減速過程汽車加速度的大小及所用時(shí)間；

（2）飲酒使志愿者的反應(yīng)時(shí)間比一般人增加了多少；

（3）減速過程汽車對志愿者作用力的大小與志愿者重力大小的比值。

4.電磁感應(yīng)方面

通過總結(jié)物理問題我們能夠得知，電磁感應(yīng)的圖像問題較為多變，有時(shí)是依據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生的過程，確定圖像的正確性與否，有時(shí)是依據(jù)不同的圖像進(jìn)行計(jì)算。圖像問題既可以結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律，又可以結(jié)合右手定制、安培定制，對于我們而言有一定難度。通常情況下，我們在解答圖像問題時(shí)，首先精準(zhǔn)判定圖像的類型，并解讀電磁感應(yīng)的具體過程；其次，依據(jù)問題設(shè)定情況，選擇適當(dāng)?shù)奈锢韺?yīng)關(guān)系，找尋圖像中的對應(yīng)位置；最后，依據(jù)所學(xué)知識計(jì)算多個(gè)數(shù)值，從而求解問題。

結(jié)語

總而言之，高中學(xué)生進(jìn)行高中物理解答的過程中，最常用的一種方式就是圖像法。因此，高中學(xué)生第一步需要先了解圖像橫坐標(biāo)與中坐標(biāo)所表示的物理量，圖像里面出現(xiàn)的點(diǎn)、線、面積代表的物理意義。再者，還需要依據(jù)問題的題型靈活使用別的解題方式，以此來提高物理成績。