高考物理題中圖像法的應(yīng)用

李雪蓉??

摘要：高中物理學(xué)習(xí)中涉及大量的圖像問題，運(yùn)用圖像解題是一種重要的解題方法。圖像法將物理量間的代數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)閹缀侮P(guān)系，運(yùn)用圖像直觀、形象、簡明的特點(diǎn)，來分析解決物理問題，由此達(dá)到化難為易、化繁為簡的目的。

關(guān)鍵詞：圖像法；分析；應(yīng)用

高考中，物理堅(jiān)持以能力測試為主導(dǎo)的命題指導(dǎo)思想，從近幾年的全國新課標(biāo)卷Ⅰ的出卷情況來分析，每年圖像法均有考查：

2012年，15題運(yùn)動(dòng)軌跡圖像（y-x）、20題感應(yīng)電流圖像（i-t）、34題振動(dòng)圖像（y-t）波的圖像（y-x）。

2013年，17題感應(yīng)電流圖像（i-t）、19題位置時(shí)間圖像（x-t）、21題速度時(shí)間圖像（v-t）、24題位置坐標(biāo)圖像（y-x）。

2014年，18題交流電的U-t圖像和I-t圖像、22題加速度質(zhì)量圖像（a-m）、23題電流電阻圖像（1/I-R）、33題理想氣體的p-T圖像、34題振動(dòng)圖像（y-t）波的圖像（y-x）。

2015年，20題速度時(shí)間圖像（v-t）、25題速度時(shí)間圖像（v-t）、34題波的圖像（y-x）、35題光電效應(yīng)圖像。

2016年，21題速度時(shí)間圖像（v-t）。

物理圖像作為高考試題中重要的考查內(nèi)容，通過對不同圖像的分析處理，考查觀察分析、收集信息、推理判斷、作圖處理數(shù)據(jù)和用圖像解決物理問題的能力，所以學(xué)會(huì)正確分析和運(yùn)用圖像，是高考復(fù)習(xí)的重要課題。

一、 圖像法

圖像法是利用圖像描述物理規(guī)律，解決物理問題的方法，通過圖像來確定物理量之間的關(guān)系，也是科學(xué)探究的基本方法。

通過圖像能夠把抽象復(fù)雜的物理規(guī)律形象地表現(xiàn)出來，直觀準(zhǔn)確的反映物理量之間的關(guān)系，也可以方便地看出所求的物理量以及從實(shí)驗(yàn)中得出的結(jié)論，揭示出物理本質(zhì)或規(guī)律；更重要的是它能將物理學(xué)科與數(shù)學(xué)以及其他學(xué)科有機(jī)地結(jié)合起來，提高學(xué)生的創(chuàng)新綜合能力。

高中教材常用到的圖像法的情況有以下幾種：位移圖像（s-t）、速度圖像（v-t）、加速度圖像（a-t）、力-時(shí)間圖像（F-t）、力-位移圖像（F-s）、功率-時(shí)間圖像（P-t）、電阻的伏安特性圖像（I-U）、電容器的電荷量與電壓關(guān)系圖像（Q-U）、電源的伏安特性圖像（I-U）、電流隨時(shí)間變化的圖像（I-t）、交流電的U-t圖像和I-t圖像、振動(dòng)圖像（y-t）、波的圖像（y-x）、理想氣體的p-V、V-T、p-T圖像、光電效應(yīng)圖像，還有力學(xué)中力的圖示，電學(xué)中電場線、磁場線，光學(xué)中的光路圖等等。這些圖像是通過應(yīng)用物理的方法從實(shí)物、實(shí)驗(yàn)中抽象出來的或是應(yīng)用數(shù)學(xué)手段總結(jié)出來的。

二、 圖像法的注意點(diǎn)

處理圖像問題時(shí)，一般要注意以下幾個(gè)問題：

1. 軸：確定坐標(biāo)軸的名稱，注意單位和標(biāo)度，明確圖像直接反映的是哪兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系。

2. 點(diǎn)：明確圖像上任一點(diǎn)的含義是兩個(gè)物理量的瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系。

3. 線：明確圖像上的一段對應(yīng)一段縱軸代表的物理量隨橫軸代表的物理量的變化過程。

4. 面：圖線和坐標(biāo)軸所圍的“面積”常常代表另一個(gè)物理量的變化規(guī)律。可以從物理公式或從單位的角度分析“面積”是否有物理意義。

5. 斜：常常代表另一個(gè)物理量的規(guī)律，展現(xiàn)兩軸所代表的物理量的變化之比的含義。

6. 截：可以分析物理過程的初狀態(tài)情況。

三、 圖像法的實(shí)際應(yīng)用

下面將結(jié)合2015年高考題來介紹圖像法的優(yōu)越性。

2015年高考物理全國新課標(biāo)Ⅰ卷第25題（原題略），應(yīng)用圖像法解決2、3問。

解析：（2）規(guī)定向右為正方向，作出小物塊和木板到達(dá)共速時(shí)的v-t圖像，可以把復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)計(jì)算過程簡化。由圖1，小物塊和木板的v-t圖像圍成三角形的面積即為小物塊在木板上相對滑動(dòng)的距離。解得：s=12×8×1.5=6.0m，即為木板的最小長度。

（3）作出木板與墻壁碰撞后的v-t圖像如圖2所示，圖像和x軸所圍成的面積即為木板的位移s′，由圖解得s′=6.5m。

點(diǎn)評：v-t圖像是高考的重要考點(diǎn)之一，本題用圖像來求解具有簡單直觀的優(yōu)點(diǎn)。能用v-t圖像來解答本題的學(xué)生，說明思路開闊、能力較強(qiáng)。

根據(jù)題意把復(fù)雜的物理過程表示成物理圖像，運(yùn)用圖像直觀、形象、簡明的特點(diǎn)，來分析解決物理問題。實(shí)際上圖像在運(yùn)動(dòng)的合成分解、電磁學(xué)、光學(xué)中都有很好的應(yīng)用，什么時(shí)候用圖像法就需要在平常學(xué)習(xí)時(shí)留個(gè)心，特別是考試時(shí)遇到復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)或者運(yùn)動(dòng)學(xué)問題就可以考慮是否可以應(yīng)用圖像法了。

參考文獻(xiàn)：

[1]《思維導(dǎo)圖高中物理》.湖南教育出版社.

[2]《高考復(fù)習(xí)叢書》.江西教育出版社.

[3]趙前山.2015新年新課標(biāo)Ⅰ理綜25題幾種解法分析與啟示，中學(xué)教學(xué)參考總第236期.

[4]程毓敏，應(yīng)繼祥.2015年全國高考理綜（新課標(biāo)Ⅰ卷）第25題的解題技巧.

[5]李雪蓉.《淺談圖像法在物理中的應(yīng)用》，新課程教育.

作者簡介：

李雪蓉，福建省晉江市僑聲中學(xué)。endprint