巧用圖像法提高物理解題實效

■山東省臨沂三中高二(19)班 楊 驍

巧用圖像法提高物理解題實效

■山東省臨沂三中高二(19)班 楊 驍

圖像法是一種數形結合的方法,具有形象、直觀等特點。在高中物理的學習過程中,利用圖像法不僅可以幫助我們發現物理規律,還可以達到簡化物理過程、提高解題速度的目的。

1.利用圖像法解決能量轉化問題。

在解決能量轉化問題時,利用圖像法可以直觀、形象地了解能量轉化過程,拓寬解題思路、激發學習靈感。

例1如圖1所示,質量相同的物體A和B通過彈簧連接,放在光滑的水平面上,彈簧處于自然長度。如果此時用水平恒力推動物體A,那么在彈簧第一次被壓縮到最短的過程中,當物體A和B的速度相同時,哪個物體的加速度較大?

圖1

解析:在彈簧被壓縮的過程中,外力做的功和彈簧的彈性勢能轉化為兩物體的動能,根據受力情況可知,物體A做加速度減小的加速運動,物體B做加速度增大的加速運動,可以作出物體的速度—時間圖像,如圖2所示。物體A與B的速度—時間圖像交于C點時,兩物體的運動速度相同,且物體B在C點的切線斜率大于物體A在C點的切線斜率,即物體B的加速度大于物體A的加速度。

圖2

2.利用圖像法解決運動學問題。

在解決運動學問題時,利用圖像法可以形象表現出物體的運動規律,直觀描繪出物體的運動過程。運用運動學知識對所描繪的運動圖像進行分析,即可使得運動學問題形象客觀地展現在我們面前。

例2如圖3所示,木塊從同一高度沿著兩條平滑的路徑AB和ACD由靜止開始下滑至B點和D點。若這兩條路徑的行程相等,試比較木塊在這兩種路徑上下滑所花費的時間。

圖3

解析:以木塊為研究對象,只有重力做功,故機械能守恒。木塊在兩種路徑上下滑的始、末速度是相等的,因此可以作出木塊的速度—時間圖像,如圖4所示。直線AB表示木塊沿著路徑AB運動,曲線ACD表示木塊沿著路徑ACD運動。由已知條件可知,木塊在兩條路徑上下滑的始、末速度相同,經過的行程也相同,即在圖4中,兩條線與時間軸圍成的面積是相等的。因此,可以得出當直線對應的運動時間大于曲線對應的運動時間時,這一情況才可以成立。

總之,應用圖像法解決物理問題,不僅能夠幫助我們打開解題思路,而且能夠提高我們的理解能力和分析能力。另外,需要注意的是在高中物理的學習過程中,我們還要將圖像法與傳統的解析法相結合,注重兩種解題方法的互相補充,培養我們的識圖、用圖能力,從而真正提升我們利用圖像法分析求解實際問題的能力。

圖4

(責任編輯 張 巧)

編者注:在學習的過程中,你一定會遇到許多問題,也需要解決這些問題,而在解決問題的過程中,如果能深入一些、細致一些,就會有新的發現,把你的發現寫出來就是一篇論文。希望同學們在學習過程中要善于發現和總結,同時也希望同學們把論文寄給我們。電子信箱:xuexifaxian@126.com。