淺析高中物理解題中圖像法的應用

劉澤苓

【摘要】高中物理知識的深度和廣度較初中來說都有所增加，學生普遍反映物理知識學習較為困難，因此，在物理教學時引入新穎又清晰明確的解題方法是幫助學生解決物理問題，提高學生學習興趣和積極性的好方法。圖像法是利用圖像來描述物理問題，找到規律并解決問題，這也是一種能力，因此在平時教學過程中教師應當注重培養學生使用圖像法解題的能力。文章圍繞圖像法在高中物理解題中的應用展開論述。

【關鍵詞】高中物理；解題；圖像法應用

一、圖像法概述

所謂圖像法是一種特殊形象的數學語言工具，可以利用圖像表達各種現象的過程以及規律。在物理習題中通常需要數學運算，因此將這種數學語言工具引入物理解題教學是幫助簡化物理問題的有效方法。使用圖像法能夠將文字敘述的物理定律轉化為用圖像描述，其中有許多種圖像類型，如過程分析、模型分析、受力分析等圖像形式，利用圖像使抽象的物理問題更加形象化、使復雜問題簡單化、靜態問題動態化。這種方法的可取之處還在于它是利用物理知識與數學語言以及信息技術等多種學科技術結合得出的綜合體，因此，圖像法的教學不僅幫助學生解決了物理難題，還培養了學生的科學思維能力和綜合素質。

二、圖像法在物理解題中的應用

高中物理解題中所涉及到的圖像法很多，下面介紹三種典型類型：一是線形圖像。線形圖像是利用數學中函數的性質，分為正負比例關系和一次函數關系兩種。線形圖像是物理解題中應用最為廣泛的一種，可以幫助學生研究物理習題中的定性分析，也可以表示兩個物理量之間的關系。例如：牛頓第二定律中，當m一定時，其合外力F與加速度a成正比例關系，就可以用線形圖像進行直觀的表示。二是拋物線形圖像。拋物線圖像是高中階段接觸的數學語言，主要用于平拋運動的軌跡以及勻變速運動等，在高中物理習題中，大多數用于對定性物理量的研究。例如：物理學中v-t圖像拋物線的應用。三是正、余弦圖像。使用正弦或余弦圖像來解決物理問題主要是用于處理帶有波動性質的圖像，且具有一定的周期性質。正、余弦圖像主要應用在關于力學的物理習題解答中，例如：在機械運動和機械波、交流電與變流點和電磁震蕩與電磁波中的物理習題都能夠利用正、余弦圖像找到相關的的特征量，進而解答問題。

三、圖像法在物理解題中的意義

首先，利用圖像法能夠形象地將解題過程化繁為簡。利用圖像法能夠直觀地表現出各物理量之間的關系，將抽象的文字敘述變得更加形象生動，還能夠利用圖像簡化解題過程，使思路清晰一目了然，因此在解題過程中是一種較為靈活的方法，廣受師生的喜愛。其次，圖像法能夠幫助掌握變化規律。利用圖像法可以將靜態的問題轉化為動態的過程，如表現移動的小球從高處落下并滾動時受力點的不同和所受力的不同時，就可以清晰直觀地利用圖像變現小球的運動軌跡，并分析受力的不同。

利用圖像法還能夠幫助解決物理實驗問題。隨著我國教育改革的發展，提倡將生活與學習之間緊密聯系作為課程改革的基本理念之一，因此強調學習中實踐的重要作用。高中物理課程學習中實驗教學也是重要的一部分內容，幫助學生更好地理解物理定律并培養學生動手操作能力，從而培養物理解題思維。因此，利用圖像法解決試驗中的習題問題能夠更好地分析和處理實驗數據，減少解題過程中的誤差，還能夠對實驗過程進行及時檢驗和分析。

四、使用圖像法的注意事項

第一，明確物理量。在高中物理解題中應用圖像法時需要注意明確圖像中數軸所代表的物理量是什么，要知道所建立的數學模型用來表示哪些物理量之間的關系，橫軸與縱軸代表的物理量各不相同時所呈現出的圖像也不同，因此一定要進行明確，否則，所建立的圖像無法滿足解題要求甚至出現錯誤。

第二，注意圖像與運動的區別。在運用圖像法解題時要清楚地知道，圖像內容僅能夠表現物體的運動形式并不等于就是物體在實際過程中的運動軌跡。如研究小球沿斜面向下滑落時加速度的變化，由于斜面的傾角固定，小球在各處的摩擦因數是一樣的，因此它的加速度不變，而小球的實際運動軌跡斜向下的運動，因此在應用圖像時需要特別注意。

第三，了解圖像具有的物理意義。雖然圖像法來源于數學學科，但是在物理解題中的應用需要從物理學的角度去認識圖像。還要注意把握圖像中各個點的含義，如交點就是圖像中線與線的相交點，同時也意味著兩個物理量在此時是相等的。截距點則表示當一個物理量為零時，另一個物理量的狀態和數值。還有極值點、拐點等。還需要注意的是圖像中線與線之間所圍成的面積。結合物理量公式與圖像，幫助解決物理習題和理解物理意義。

五、結語

對于高中物理題目來說，通常是較為復雜的，其中包含的物理量相互制約且變化，因此解題過程中學生往往不知從何入手。利用圖像法幫助解決物理習題能夠直觀形象地表現出題目中各物理量之間的關系和變化，還能夠將題目化繁為簡，結合數學計算解決問題。還可以利用圖像表現出不同物理量之間的關系，描述物理狀態，進行研究性學習。只要學生能夠把握住物理解題規律，利用圖像法便能夠輕松有效地解決物理問題，提高解題的速度，增強準確性，減小誤差，還能夠幫助檢驗過程中存在的問題。但是要注意圖像法在解決物理習題中常出現的問題，避免造成失誤。圖像法作為一種科學的解題方法，在今后的物理學習中將應用的越來越廣泛。

參考文獻

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