高中物理應(yīng)用圖象“面積”的解題策略分析

張 敏●

江蘇省泗洪中學(xué)(223900)

高中物理應(yīng)用圖象“面積”的解題策略分析

張 敏●

江蘇省泗洪中學(xué)(223900)

圖像法能幫學(xué)生具體的理解問題，簡化思維的步驟，是處理許多復(fù)雜問題的重要方法，如能巧妙地運(yùn)用圖像法解決疑難物理問題，便會(huì)達(dá)到事半功倍的效果.

高中物理；圖像法；圖像面積

圖象作為高中物理的三大教學(xué)語言之一，具有直觀性和形象性的特點(diǎn).圖像法能幫學(xué)生具體的理解問題，簡化思維的步驟，是處理許多復(fù)雜物理問題的重要方法.在長期的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，在高中物理解決問題的解題過程中使用圖像法能大幅度簡化問題的復(fù)雜性，是廣大教師和高中學(xué)生的優(yōu)先選擇.許多按照常規(guī)思路很困難得到答案的問題，如果能巧妙地運(yùn)用圖像，就能夠大大的減輕工作量，理解起來也更加簡單明了，達(dá)到事半功倍的效果.本文筆者結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，針對圖像“面積”的應(yīng)用作簡要探討.

一、生動(dòng)利用圖像面積，激發(fā)學(xué)生解題興趣

高中學(xué)生背負(fù)著很多的學(xué)習(xí)壓力，特別是近年來高考報(bào)考的人數(shù)不斷增多，升學(xué)的壓力讓高中生更加緊張.興趣是最好的老師，如果學(xué)生不能對學(xué)科感興趣，那么學(xué)生會(huì)覺得課堂是枯燥無味的，特別是物理這門學(xué)科具有抽象性高、邏輯性強(qiáng)等特點(diǎn)，對學(xué)生的思維程度要求較高，如果不能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，很容易激起學(xué)生厭學(xué)的心理.圖像法的存在本來就是為了減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)，將復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為簡單的計(jì)算，如果教師能好好利用多媒體資源，結(jié)合肢體語言，融入一些規(guī)律和口訣等多種形式結(jié)合教學(xué)，學(xué)生一定會(huì)配合教師的教學(xué)進(jìn)度，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生將壓力轉(zhuǎn)化為動(dòng)力，主動(dòng)積極的學(xué)習(xí)物理.課堂上教師可以通過多道運(yùn)用圖像法進(jìn)行計(jì)算的例題讓學(xué)生明白物理這門學(xué)科誰都可以學(xué)好，并不是多么可怕的問題.教師通過向?qū)W生展現(xiàn)不同的圖像，不僅能對學(xué)生各個(gè)部分的知識(shí)做鞏固，還能訓(xùn)練學(xué)生掌握新的學(xué)習(xí)方法，有事半功倍的良好效果.

例如在講到蘇教版高中物理《功》這部分內(nèi)容的時(shí)候，例題可以通過圖像來解答.有一個(gè)立方體木塊，邊長為0.2 m，放在水池中，恰好有一半浮出水面且保持靜止，現(xiàn)用力將木塊完全推至全部浸入水中，在這一過程中必須對木塊做多少功？針對這個(gè)題目，將木塊完全壓入水中，這一過程中由于浮力變化，因而木塊所受的力也是變化的，這是變力做功的問題，所施加的外力由0隨深度線性增大到ρgV-G的過程中，由題意知道G=ρgV/2=40 N，所以ρgV-G=2G-G=G，這一段的位移為0.1 m，可以寫出關(guān)系式F=ρgSL，(0≤L≤0.1 m)，做出這一過程的FL圖像如圖1，三角形的面積則為木塊做的功.

所以W=(0.1×40)/2=2(J).本題如果利用最常規(guī)的方法來處理，思考的過程比較復(fù)雜，計(jì)算的過程也比較繁瑣容易出錯(cuò)，但是如果能畫出力隨露在水面上的邊長的變化的圖像，便能大大減輕計(jì)算的負(fù)擔(dān)，將復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為簡單的計(jì)算，由此可見圖像的面積在高中物理解題中的作用，令學(xué)生感受到用巧妙地辦法處理困難的問題的技巧.

二、巧妙分析圖像面積，引導(dǎo)學(xué)生解題思維

雖然圖像法可以很大程度的減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)，但是作為教師要注意安排學(xué)生獨(dú)立思考的時(shí)間，不可面對題目就直接將圖像的知識(shí)灌輸給學(xué)生，避免讓學(xué)生養(yǎng)成一遇到問題就求救老師的習(xí)慣，也會(huì)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性.其次，如果將有關(guān)圖像法的運(yùn)用知識(shí)一次性告訴學(xué)生，很大一部分學(xué)生無法完全吸收，不僅不能感到解題的簡便，反而會(huì)更對學(xué)習(xí)物理失去信心，教師應(yīng)該是學(xué)生思維的啟發(fā)者，在學(xué)生陷入困境的時(shí)候用一點(diǎn)小小的提示，引導(dǎo)學(xué)生走向正確的方向，給學(xué)生一些自由想象的空間.在經(jīng)過自己思考后解決的問題比起直接知道了答案的問題更能讓人印象深刻，所以教師必要的啟發(fā)和引導(dǎo)對學(xué)生的思維的啟發(fā)是至關(guān)重要的.

高中物理課堂中“磁場”部分的內(nèi)容多數(shù)涉及到能量的問題，應(yīng)用面積解答更利于學(xué)生理解.如圖2所示，在光滑的平面上，有垂直紙面向里的均勻磁場分布在寬度為s的區(qū)域內(nèi)，一個(gè)邊長為L(L

A.v′>(v0+v)/2 B.v′=(v0+v)/2

C.v′<(v0+v)/2 D.A、C均有可能，B不可能

對于這個(gè)題目，可以指導(dǎo)學(xué)生線圈在進(jìn)入磁場的過程中，穿過它的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到安培力的作用，而且隨著速度減小，線圈做變減速運(yùn)用，線圈完全進(jìn)入磁場后，不再有感應(yīng)電流，做勻速運(yùn)動(dòng).在線圈離開磁場的過程中，又做變減速運(yùn)動(dòng)，可以做出的v-t圖像如圖3所示，由于線圈長度不一定，途中兩條曲線和時(shí)間軸所圍成的面積是相等的，而其他關(guān)系則不能確定.

用牛頓定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，能量關(guān)系都不能解決這道題，所以考慮采用動(dòng)量定理，線圈運(yùn)動(dòng)的過程中只受安培力F=BIL=B2L2v/R，由此可以看出，F(xiàn)與v的變化規(guī)律相對應(yīng)，即F-t圖和v-t圖一致，因此F圖線與時(shí)間軸所圍成的面積，即沖量I也應(yīng)該相等，如圖4所示.由以上分析可得：I1=I2,I1=mv′-mv0I2=mv-mv′則v′=(V0+V)/2，故選項(xiàng)B正確.

綜上所述，圖像法是一種減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)的解題方法，它能簡化學(xué)生的思路和繁瑣的計(jì)算過程，許多常規(guī)方法無法解決的問題都可以運(yùn)用圖像法解決.圖像具有興趣性和啟發(fā)性，對學(xué)生開發(fā)新思路和掌握學(xué)習(xí)的主動(dòng)性有至關(guān)重要的作用，如果能好好運(yùn)用圖像法的解題方法，將可以在提高學(xué)生物理成績的同時(shí)，提高學(xué)生的物理綜合素質(zhì)，不僅獲利于當(dāng)下，還對學(xué)生往后的學(xué)習(xí)生涯有著鋪墊的作用，教師應(yīng)該在平日的課堂中花更多的時(shí)間確保每個(gè)學(xué)生掌握圖像法做題，從而快速提高高中生解決物理問題的能力和速度.

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