例談高三復習中關于“物理圖像”的習題編制方法

王麗珍

【內容摘要】物理圖像是直觀反映物理量之間關系的一種數學方法。高考試題常把物理圖像作為重要的考查內容，本文就高三復習中如何進行“物理圖像”的習題設置進行探討。

【關鍵詞】物理圖像 信息提取 構建圖象 函數關系 作業設置

《考試大綱》明確提出高考物理要考察學生“運用數學處理物理問題的能力”，具體要求為“能運用幾何圖形、函數圖像進行表達和分析”。歷年的高考試題中，圖像出現的頻率極高，試題從不同的側面考查考生閱讀圖像、描述圖像、運用圖像解決問題的能力。所以正確運用圖像，是備考的重要課題。

高三物理復習一般采用傳統的三輪復習法，在復習的不同階段對“物理圖像”進行合理的作業設置，從而逐步提升學生看圖、析圖、應用圖象解決物理問題的能力。

一、 “一輪復習”重在培養學生“讀圖、用圖”的能力

在“一輪復習”教學中，我們需要有針對性地幫助學生解讀圖象所表達的物理意義，充分提取圖象信息，并利用圖象來解決相應的物理問題。

高考中物理學科對能力的考核離不開對學科基本技能的考查，圖象解題可以很好地考查學生對物理知識的掌握程度。有的物理過程復雜，用數學解析法求解十分繁雜，圖象法往往另辟蹊徑。

案例1：“電路的U-I圖像”作業設置——如圖1所示的甲、乙兩直線是兩條U-I圖像，則：

（1）由圖線 可知定值電阻R= ；由圖線 可知電源的電動勢E= ，內阻r= ；

（2）圖示的電源和電阻串聯成閉合電路，則電路中電流I= ，路端電壓U= ，可用圖中的點 （填“A”、“B”或“C”）表；

（3）電源的輸出功率P出= ，可用圖像的 表示。

變式1：若換用一個定值電阻R1， 且R1>R，在原圖中畫出R1的U-I圖像，試分析下列物理量的變化：電流 ，路端電壓 ，電源的輸出功率 ；

變式2：若換用一個電動勢相等，內阻更大的電源丙，在原圖中畫出電源丙的U-I圖像，試分析下列物理量的變化：電流 ，路端電壓 ，電源的輸出功率 ；

變式3：若將甲、乙和滑動變阻器（0～10Ω）串聯成閉合回路，則電阻R消耗的最大功率為 ，電源的最大輸出功率為 。

案例1中有了（1）～（3）問關于圖像信息獲取的鋪墊，學生比較容易想到利用圖象法解決變式1～3的問題，使解題過程得到簡化，比解析法更巧妙靈活。

二、 “二輪復習”旨在提高學生“構建圖像解題”的能力

圖象描述物理規律與文字、表達式是統一的，由圖象可以獲知規律及有關信息，反之，也可以根據物理規律構建相應的物理圖象來形象直觀的反映物理過程。

案例2 “滑塊木板模型”的作業設置——如圖2所示，質量為M的平板車A放在光滑的水平面上，其右端放一個質量為m的木塊B，且M>m，AB間的動摩擦因數為μ。現在給A、B以大小相等、方向相反的初速度v0開始運動，最后B恰好不會滑離A。求：

（1）試畫出A、B運動的v-t圖像；（2）.......（其它問題省略）

“滑塊木板”模型一直是高中物理難以突破的模型，學生常常糾結與物體的受力和運動情況，以至于不能準確合理地選擇物理規律進行求解。案例2中通過引導學生構建v-t圖像（圖3），形象直觀地反應了物體的運動過程，甚至可以提煉出兩個小竅門：當系統動量守恒時，關鍵是解決“共速了嗎”、“車夠長嗎”兩個問題。

總之，物理圖象在教學和解題中能夠簡便快捷的解決很多文字或方程表述相當復雜的問題，具有難以替代的作用。但是由于由文字到圖象的思維跨度非常大，這就需要教師在教學方法和學生學習方法指導上，加強圖象圖景的教學，并通過合理的進行練習設置，最終培養學生能從靜態圖中聯想到動態變化的過程，由動態圖中能看到瞬時的狀態圖景，不斷提高學生解決物理問題的能力。

【參考文獻】

[1]習文軍. 建構物理模型突破解題瓶頸[J].物理通報， 2013（11）：58-61.

[2]徐定邦. 高考試題中的圖像斜率問題[J].物理通報， 2015（5）：85-87.

（作者單位：廣州市第六中學）