充分發揮圖像在物理教學中的作用

姜乃輝

（遼寧省新聞出版學校 遼寧沈陽 110032）

?

充分發揮圖像在物理教學中的作用

姜乃輝

（遼寧省新聞出版學校 遼寧沈陽 110032）

摘 要：物理中的圖像法就是根據題意把抽象復雜的物理過程有針對性地運用數學圖像來描述兩個物理量之間的關系，直觀形象地展示物理規律的一種解題方法。用圖像來描述兩個物理量之間的關系是物理學中常用的工具。也是一種簡潔的物理語言，圖像除了能直接表明其變化特點，提供直觀、清晰的物理圖景外，還常能表示其他物理量的變化情況。充分利用圖像帶來的信息，是求解物理問題的一種有效方法。

關鍵詞：物理圖像 直觀 有效

運用物理圖像法分析解答問題直觀、形象、簡捷，經常能取到意想不到的效果。這種方法在啟迪學生思維、提高學生解題技能和運算速度上都有很大幫助。一個物理圖像所傳達的物理信息是非常豐富的，識別圖像所表示的物理意義，從圖像中獲取信息挖掘條件，利用圖像所表達的信息，結合我們所掌握的物理知識，做出相關分析和判斷，是解決物理問題的有效方法。［1］

一、圖像的轉譯

不論是解圖象問題或利用圖象求解物理問題，都要求：

1.認識坐標軸的意義（包括其正、負號的意義），這是認識圖象的開始，是區別圖象性質的關鍵。

2.會寫出圖象所表示的函數（如：正比例函數、一次函數、二次函數等），會畫出已知函數的圖象，這是解答圖象問題或利用圖象求解物理問題的關鍵。

3.清楚圖象斜率的意義。

4.知道圖象在坐標軸上截距的意義。

5.理解圖線下所圍“面積”的意義。

全面理解物理圖象的意義，熟練應用圖象處理物理問題，是學生應該掌握的一個基本技能。［2］

二、具體舉例說明如下：

例1、 某物體從靜止開始勻加速直線運動，一段時間后做勻速直線運動直至停止，已知物體共用時間10s，總位移為20m，求物體在運動過程中的最大速度。

圖1

圖2

圖3

例2、如圖2所示，兩個光滑斜面的總長度相等、高度也相等，兩小球分別由靜止從頂端下滑，若小球在圖中轉折點無能量損耗，則（ ）

A.兩球同時落地 B.b球先落地 C.a球先落地 D.無法確定

解析：若用公式求解此題很繁瑣，應用v-t圖分析較簡單（這里的v是速率，曲線下的面積表示路程s）。v-t圖線如圖3所示：b球下滑的加速度開始大于a球，則斜率較大，后來的加速度小于a球。因為下落高度相等，機械能守恒，所以最終速度相等；即曲線末端在同一水平線上。因為路程相等，所以圖線所圍的面積相等。不難看出， tb ＜ ta 所以b球先落地。

從圖像的四個層次來看它的應用：

“點”：物理圖像上的“點”代表某一物理狀態。從“點”著手分析時應注意從以下幾個特殊“點”入手分析其物理意義：截距點、交點、極值點、拐點等等。

“線”：主要指圖像的直線或曲線的切線，其斜率通常具有明確的物理意義。物理圖像的斜率代表兩個物理量之比值，其大小往往代表另一物理量的值。

“面”：圖線與坐標軸所圍的面積，有些物理圖像的圖線與坐標軸所圍的面積的值常代表另一物理量的大小。

“形”：圖像的形狀結合其斜率找出其中隱藏的物理意義。

在解決問題的過程中應提倡其它方法和圖像法的有機結合，這是因為它們都可以用來描述物理變化的規律，各種形式之間是可以相互補充相互轉化的。［3］

參考文獻：

［1］普通高中課程標準實驗教科書.物理（必修2）.北京.人民教育出版社.2005.

［2］趙文軍.建圖在物理習題教學中的作用.中學物理教學參考.2000. 5.

［3］周正龍.圖像法在物理實驗中的應用.實驗教學與儀器.2004.