高中物理有關(guān)圖象教學(xué)初探

鄧德忠

摘要：在歷年的高考試題中，至少有一道試題專門(mén)考查物理圖象問(wèn)題，在其它試題中有時(shí)也會(huì)涉及物理圖象。在各教科書(shū)中，也有許多知識(shí)使用圖象的方式呈現(xiàn)，還有些知識(shí)就是運(yùn)用圖象的方法得出。部分試題，除了常規(guī)解法外，還可以另辟蹊徑，使用圖象法解題，起到事半功倍的效果。

關(guān)鍵詞：高中物理;圖象教學(xué)

一、運(yùn)用圖象教學(xué)的意義

恰當(dāng)利用圖象可以幫助學(xué)生高效掌握物理概念和物理規(guī)律。圖象以其形象直觀的特點(diǎn)，能給予學(xué)生最直接、最深刻的印象，更容易突出概念和規(guī)律的本質(zhì)，更好構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，更快學(xué)會(huì)必備知識(shí)，為形成關(guān)鍵能力打好基礎(chǔ)。正確運(yùn)用圖象，也可以幫助學(xué)生直觀理解實(shí)驗(yàn)原理，簡(jiǎn)化分析過(guò)程，更好地掌握實(shí)驗(yàn)器材的使用，準(zhǔn)確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，迅速得出正確的結(jié)論，并恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行誤分析或者實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)。在分析、解決生活、生產(chǎn)中實(shí)際問(wèn)題時(shí)，適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用圖象，還可以使分析過(guò)程更便于理解，分析方法更別具一格，有利于訓(xùn)練學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)、形成核心價(jià)值，體現(xiàn)考核的“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性”。

二、分析物理圖象的步驟和方法

在數(shù)學(xué)中，常量和變量一看便知。在物理中，常量和變量都用字母表示，要結(jié)合具體情況或者題意辨別。

1.確定變量和常量

坐標(biāo)軸代表的物理量為變量，除此外都是常量。

2.確定變量間的關(guān)系

由物理公式或者數(shù)學(xué)知識(shí)確定物理變量間的關(guān)系，運(yùn)用的物理公式常常是某一特定物理過(guò)程所反應(yīng)的物理規(guī)律，從而我到物理變量間定量關(guān)系，高中物理圖象以線性主為，少數(shù)出現(xiàn)分析曲線圖象的情況，線性關(guān)系比較容易處理，實(shí)際意義更大。

用來(lái)建立物理量間的函數(shù)關(guān)系式的公式一般不會(huì)很多，少則一個(gè)公式，通常兩到三個(gè)公式的情況居多，使用的物理公式越多，建立的關(guān)系式就會(huì)越復(fù)雜，關(guān)系式太復(fù)雜也不便于分析處理實(shí)際問(wèn)題。

分析各量間的關(guān)系時(shí)，還須注意各量的變化在實(shí)際過(guò)程中是否可控，否則建立的物理量間的關(guān)系是無(wú)效的。

3.分析物理圖象的數(shù)學(xué)含義和物理意義

分析圖象中的斜率具有非常重要的意義，圖象的斜率往往表示一個(gè)物理量。線性圖象的斜率是定值，曲線圖象的切線斜率是變化的，圖象切線的斜率變化，根據(jù)有關(guān)斜率的數(shù)學(xué)知識(shí)分析。

具有特定的物理意義。在分析圖象時(shí)，要聯(lián)系具體情況正確找出兩截距的物理意義，才能解決具體問(wèn)題，線性圖象截距的物理意義應(yīng)用更廣泛。

還有，有時(shí)圖象和橫軸圍成的面積也具有一定的物理意義，要聯(lián)系具體情景準(zhǔn)確判斷。如物體作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的v-1圖象與橫軸圍成的面積表示物體的位移。

最后，還要從利用圖象解決問(wèn)題的方法方面進(jìn)行提煉，得出分析問(wèn)題的一般方法。在人教版物理必修1中，從勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖象出發(fā)，分析得出了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度公式和位移公式，運(yùn)用的方法為“微元法”。把這種方法推廣，可以得出一些新的結(jié)論，如F-x圖象與橫軸圍成的面積表示力做的功、F-t圖象與橫軸圍成的面積表示力的沖量等結(jié)論。

4.在分析、解決與圖象相關(guān)問(wèn)題時(shí)，必須要注意，涉及的圖象是矢量圖象還是標(biāo)量圖象，矢量的大小變化是看物理量絕對(duì)值大小的變化，標(biāo)量的大小變化可以根據(jù)圖象上升或下降來(lái)判斷，注意區(qū)別數(shù)學(xué)和物理在分析圖象單調(diào)性的異同。

三、典例分析

例題.如圖所示，豎直放置的“U”形光滑導(dǎo)軌寬為L(zhǎng)，矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ的高和間距均為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。質(zhì)量為m的水平金屬桿由靜止釋放，進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ和Ⅱ時(shí)的速度相等。金屬桿在導(dǎo)軌間的電阻為R，與導(dǎo)軌接觸良好，其余電阻不計(jì)，重力加速度為g。金屬桿（）

7×6-3×3=33

A.剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)加速度方向豎直向下

B.穿過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ的時(shí)間大于在兩磁場(chǎng)之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間

C.穿過(guò)兩磁場(chǎng)之間的總熱量為4mgd

由于金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ后做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，速度圖象為“凹”形，而在兩磁場(chǎng)之間做勻加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程如圖所示（其中v₁為金屬桿剛進(jìn)入Ⅰ時(shí)的速度，、為金屬桿剛出Ⅰ時(shí)的速度），圖線與時(shí)間軸所圍的面積表示位移，兩段運(yùn)動(dòng)的位移相等，所以穿過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ的時(shí)間大于在兩磁場(chǎng)之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，選項(xiàng)D正確，A錯(cuò)誤。（答案BC）

參考文獻(xiàn)

[1]李峰.關(guān)于高中物理圖像教學(xué)的幾點(diǎn)思考[J].課程教育研究，2017（52）：182-183.

[2]鄭彩賢.探討高中物理圖象法解題[J].理科考試研究，2015，22（07）：48.

[3]俞建中.高考復(fù)習(xí)中的力學(xué)圖象探討[J].中學(xué)物理，2014，32（13）：81-82.