圖像法在高中物理解題中的運(yùn)用

袁首福

(江西省贛州市贛縣中學(xué), 江西 贛州 341100)

圖像法在高中物理解題中的運(yùn)用

袁首福

(江西省贛州市贛縣中學(xué), 江西 贛州 341100)

在解題當(dāng)中對(duì)圖像法進(jìn)行應(yīng)用，主要可以通過以下兩種方法來進(jìn)行，第一，根據(jù)題意將抽象的物理過程轉(zhuǎn)換成為圖像，利用圖像直觀的特點(diǎn)來對(duì)物理量之間的代數(shù)關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而更好的對(duì)物理問題進(jìn)行分析解決；第二，可以根據(jù)題目當(dāng)中已經(jīng)給出圖像當(dāng)中的物理信息來對(duì)圖像代表的物理意義進(jìn)行理解，從而對(duì)物理狀態(tài)進(jìn)行深入的分析，在對(duì)問題產(chǎn)生的條件以及原因明確的情況下，對(duì)解題關(guān)系進(jìn)行建立，從而更好的進(jìn)行解答，利用以上兩種方法，能夠有效的化難為易.

圖像法；物理解題；應(yīng)用研究

一、形象的表達(dá)物理規(guī)律

例題1 有三段不能夠伸長(zhǎng)的細(xì)繩子，分別是OA、OB以及OC，這三段不能夠伸長(zhǎng)的細(xì)繩子擁有相同的最大承受拉力，他們對(duì)同一重物進(jìn)行共同懸掛，如圖1所示，其中細(xì)繩子OB呈現(xiàn)出水平的狀態(tài)，A端以及B端各自固定，如果對(duì)C端懸掛物體的質(zhì)量進(jìn)行不斷的增加，那么最先斷掉的細(xì)繩子是( ).

A.必定是OA； B.必定是OB；

C.必定是OC； D.可能是OB或者是OC

圖1 圖2

題目解析通過對(duì)本體進(jìn)行分析，我們能夠發(fā)現(xiàn)該題的范圍為定性分析，而在對(duì)該題的解答過程當(dāng)中，如果對(duì)圖像法進(jìn)行應(yīng)用，則能夠?qū)A、OB以及OC三斷細(xì)繩的變化規(guī)律進(jìn)行發(fā)現(xiàn).

將O點(diǎn)作為研究對(duì)象，在OA、OB以及OC三力作用平衡的狀態(tài)下，通過共點(diǎn)力平衡的條件能夠知道，任意兩個(gè)力合力都能夠與第三個(gè)力平衡，因此可以將OA、OB二力T1、T2的合力T，其大小作為OC的利T3，從圖2當(dāng)中我們可以看到，一旦OC的力變大，OA以及OB上的力也會(huì)不斷變大，但OA上的力T1始終比OB上的力T2以及OC上的力T3大，也就是說，OA的力T1以及OB的力T2是隨著OC的力T3的變化而不斷變化的，因此本題的答案應(yīng)該為選項(xiàng)A.

二、直觀的對(duì)物理過程進(jìn)行描述

例題2 用某不計(jì)質(zhì)量的活塞將一定的理想氣體封閉在圓筒形氣缸內(nèi)，該圓筒形氣缸為上端開口，并且在活塞上用鐵砂進(jìn)行堆放，其情況如圖3所示.在最初，活塞防止在氣缸內(nèi)壁的卡環(huán)上，H0為氣缸的高度，壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)相等，為P0.現(xiàn)在，緩慢的對(duì)氣體進(jìn)行加熱，當(dāng)氣體的溫度上高達(dá)到ΔT=60K的情況下，活塞上升，對(duì)氣體繼續(xù)進(jìn)行加熱， 當(dāng)氣體的高度達(dá)到H1=1.5H0的情況下，在保持溫度的基礎(chǔ)上對(duì)鐵砂取走，鐵砂全部取走之后，氣體高度為H2=1.8H0，在不計(jì)算活塞以及氣缸之間摩擦的情況下，求當(dāng)前氣體的溫度.

圖3 圖4

題目解析在對(duì)該題的解答過程當(dāng)中，我們可以對(duì)圖像法進(jìn)行應(yīng)用，氣缸內(nèi)的氣體一共經(jīng)歷了三個(gè)過程，從初態(tài)到加熱的升溫過程、活塞離開之后的膨脹過程、末態(tài)等溫減壓膨脹過程，如果在V-T圖上對(duì)上述三個(gè)過程進(jìn)行描繪，則如圖4所示.

將(1)與(2)進(jìn)行聯(lián)系則能夠解出

T2=9ΔT=540(k).

三、表示物理量之間的依賴關(guān)系

例題3 有甲乙兩輛汽車，同時(shí)從同一地點(diǎn)向同一方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，其中，汽車甲的速度為10 m/s，而汽車乙則是由靜止啟動(dòng)，并以2 m/s的速度加速，求：

圖5

(1)多長(zhǎng)時(shí)間之后乙可以追上甲.

(2)乙追上甲前經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間兩者相距最遠(yuǎn).

題目解析：從題目當(dāng)中我們能夠看到，兩輛車分別是直線勻速以及直線勻加速，而由于兩輛車是同樣的時(shí)間同樣的地點(diǎn)出發(fā)，因此，我們能夠畫出相應(yīng)的V-T圖.如圖5所示.

從圖5當(dāng)中我們可以看到，時(shí)間軸與圖線圍城的面積對(duì)時(shí)間t內(nèi)進(jìn)行了表示，而汽車乙的時(shí)間軸與圖線夾角正切是其加速度，也就是說，tgθ=a.

(2)巨型面積與三角形面積差值最大的時(shí)刻就是兩車相距最遠(yuǎn)的時(shí)刻，此時(shí)兩車速度相同，則10=2t1，求解得到t1=5(s).

總而言之，在 對(duì)物理問題解答的過程當(dāng)中，對(duì)圖像法的應(yīng)用沒能夠有效的做到化繁為簡(jiǎn)，但是，這也要求學(xué)生能夠清楚的理解相關(guān)的物理意義以及物理規(guī)律，如果缺乏對(duì)這些內(nèi)容的理解，則難以有效的在解答物理題目的過程當(dāng)中對(duì)圖像法進(jìn)行有效的應(yīng)用.

[1]趙勇功.圖像法在物理中的應(yīng)用[J]. 科技視界,2015(14).

[2]朱海波.定性比較圖像分曉[J]. 才智,2011(17).

[責(zé)任編輯：閆久毅]

2017-07-01

袁首福(1982-)，男，漢族，江西贛州，中學(xué)一級(jí)教師，大學(xué)本科，從事高中物理教學(xué).

G632

A

1008-0333(2017)28-0069-02