圖象分析法在高中物理力學(xué)解題中的應(yīng)用措施

火海宏

摘 要：在高中物理課程中，圖像法解物理題是常見的教學(xué)方式。物理圖像通過動態(tài)過程借助圖像表示物理函數(shù)關(guān)系，直觀性強，學(xué)生容易理解和接受，高中物理學(xué)科的教師可以通過靈活利用物理圖像，引導(dǎo)學(xué)生自主分析圖像數(shù)據(jù)，通過分析來掌握知識點。特別是在力學(xué)部分的教學(xué)中，圖像分析法更是常見的教學(xué)手段。

關(guān)鍵詞：圖象分析法;高中物理;力學(xué)解題

一、在動態(tài)平衡學(xué)中靈活利用圖像分析法

在高中物理的教學(xué)活動中，動態(tài)平衡問題是教學(xué)重點，關(guān)于動態(tài)平衡問題，在學(xué)習(xí)和解題過程中需要用到力學(xué)分析，學(xué)生還需要注意物體的運動過程，此外，還涉及到機械能守恒等知識點。在這部分內(nèi)容的教學(xué)中，教師可以通過三角圖像將物體的動態(tài)平衡狀態(tài)表現(xiàn)出來，通過直觀的觀察，將抽象問題具體化。例如，教師可以首先在黑板上簡單地用粉筆畫出一面墻壁，在墻壁上有一個固定滑輪，在固定滑輪繞過一根繩子，繩子的另一端掛著一個小球。然后，教師可以和學(xué)生一起分析小球的受力情況。通過觀察，學(xué)生們不難發(fā)現(xiàn)，小球一共受到三個力，分別是小球自身的重力、繩子的拉力以及墻壁的支持力。通過在黑板上用彩色粉筆標(biāo)注這三個力，可以發(fā)現(xiàn)這三個力呈現(xiàn)出一個閉合的三角形。這時，教師可以拋出問題，如果拉動繩子使小球沿墻壁勻速上升，小球受到的拉力和墻壁的支持力會怎樣變化。假設(shè)繩子與墻壁的夾角為θ，當(dāng)小球勻速上升時，夾角θ不斷變大，根據(jù)動態(tài)平衡條件可以知道，拉力和支持力隨著夾角θ而增大。

二、在重力學(xué)中靈活應(yīng)用圖像分析法

重力學(xué)是高中物理學(xué)科知識點中的基礎(chǔ)知識點，通過學(xué)習(xí)牛頓的萬有引力定律可以知道，重力具有方向性，是垂直向下的。重力的學(xué)習(xí)是物理力學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，在分析物體受力情況時，重力是首先要考慮的受力。因此，在學(xué)習(xí)重力這部分內(nèi)容時，教師要特別注意加深學(xué)生對基礎(chǔ)概念的理解和掌握。如果學(xué)生不能充分理解和掌握重力的基礎(chǔ)概念，在解題時很容易出現(xiàn)思路混亂的情況，以及，在后續(xù)的學(xué)習(xí)中，與重力學(xué)相關(guān)的部分也會受到影響。而如果教師注意在重力學(xué)的學(xué)習(xí)和教學(xué)中積極利用圖像分析法，不僅可以幫助學(xué)生輕松地理解重力學(xué)知識點，更能為后續(xù)其他知識點的學(xué)習(xí)奠定堅實的基礎(chǔ)。有助于提高學(xué)生對物理知識的理解能力，對物理問題的分析能力都有很重要的積極影響。例如，教師可以在班級中選出身高差距最明顯的兩名學(xué)生，讓同學(xué)們分析兩人在自然站立時，誰站的更穩(wěn)。通過在黑板上將兩人用簡筆圖像的方式繪制成圖像并且進行對比，學(xué)生們可以發(fā)現(xiàn)身高高的同學(xué)重心高、重力力矩大，而身高矮的同學(xué)重心低、重力力矩小，因此可以輕松得出高個子的同學(xué)不如矮個子的同學(xué)站得穩(wěn)的結(jié)論。

三、在摩擦力學(xué)中靈活利用圖像分析法

摩擦力同樣也是高中物理力學(xué)的重要內(nèi)容。在學(xué)習(xí)摩擦力這部分內(nèi)容時，教師可以通過圖像幫助學(xué)生全面分析哪些因素會影響物體摩擦力。例如，在分析汽車剎車原理時，教師可以利用汽車剎車的形象圖像來誘導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)車輪剎車時受到的摩擦力。通過親眼觀察車輪與地面之間產(chǎn)生的摩擦，可以很容易理解輪胎受到的轉(zhuǎn)動摩擦力。通過進一步引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察，可以發(fā)現(xiàn)車輪的輪轂與車胎之間也存在摩擦力。除此以外，教師還可以在具體的習(xí)題中靈活利用圖像分析法，幫助學(xué)生梳理解題思路從而提高解題效率。比如，已知有一輛大卡車，要在車上裝載一箱重物，假設(shè)重物的重量為N，卡車長度為L，裝車工人以速度V將重物從卡車尾端水平拋射到卡車上，動摩擦因數(shù)為F，最大靜摩擦力可以看作與滑動摩擦力相等，問重物對卡車的摩擦力是多少。在該題目中，涉及到的因數(shù)較多，如果讓學(xué)生考憑想象力去解題，難免會出現(xiàn)考慮不周而思路偏差。這時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生一邊讀題，一邊動手用筆在草稿紙上簡單地作圖。通過在草稿紙上親自作圖，可以更直觀地觀察卡車與重物之間的受力關(guān)系。這樣，學(xué)生很容易就能夠列出等式，重物受的摩擦力等于動摩擦因數(shù)乘以質(zhì)量和重力。有助于幫助學(xué)生迅速解題，解題思路更加清晰，解題準(zhǔn)確率進一步提高，同時可以增強學(xué)生的學(xué)習(xí)信心，從而逐漸養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

四、在運動學(xué)中靈活應(yīng)用圖像分析法

高中物理運動學(xué)主要涉及速度、路程、時間等，在運動學(xué)的學(xué)習(xí)中，通過靈活應(yīng)用圖像分析法，可以使物體的運動變得形象直觀，而且還能加深學(xué)生對物體的運動規(guī)律理解程度，從圖像中可以直接讀出一些單純通過想象所不能考慮到的一部分問題。例如，教師可以首先向?qū)W生拋出問題，已知在斜面上有一個小方塊，小方塊在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，與斜面相交的水平面是光滑的水平面，在水平面上的與斜面相交的地方放置有另一個一模一樣的小方塊。在某一時刻，斜面上靜止的小方塊開始下滑，而且，水平面上的小方塊也開始以初始速度為零的速度做勻加速直線運動。在經(jīng)過一段時間以后，斜面上的小方塊追上了水平面上的小方塊。問水平面上的小方塊加速度時多少。在剛聽到這個問題的時候，學(xué)生肯定會覺得無從下手，很難準(zhǔn)確的理解題意。這時，教師可以在黑板上根據(jù)題目畫出圖像。并且，在畫圖的過程中，可以將斜面上的小方塊設(shè)為A，將水平面上的小方塊設(shè)為B，將斜面與水平面的夾角設(shè)為θ。通過在黑板上畫圖，題目大意一目了然，在理解題目之后，學(xué)生們可以開設(shè)分析兩個木塊的運動狀態(tài)。將運動時間設(shè)為t，運動速度則設(shè)為v，將時間t為橫軸，速度v設(shè)為縱軸，畫出坐標(biāo)軸，在坐標(biāo)軸中繪制出小方塊A和小方塊B的速度與時間變化情況。通過綜合分析即可以得出時間與加速度的關(guān)系。

總結(jié)

在高中階段的物理課程中，力學(xué)的很多內(nèi)容都可以利用圖像分析法，特別是重力學(xué)、彈力學(xué)以及摩擦力學(xué)，這些都是高中力學(xué)知識點中的重要部分，不僅難度高，對學(xué)生的掌握要求也更加嚴(yán)格。因此，高中物理學(xué)科的任課教師必須竭盡所能靈活利用圖像分析法，將抽象的知識點用直觀化的圖像表現(xiàn)出來，幫助學(xué)生快速、準(zhǔn)確地理解和掌握知識點，并且在解題時能夠靈活運用知識點，提高準(zhǔn)確率。有利于提高學(xué)生的學(xué)科成績和學(xué)習(xí)能力，同時提高教師的教學(xué)效率和質(zhì)量。

參考文獻：

[1]周潤霖.淺談如何從生活現(xiàn)象中學(xué)習(xí)高中物理力學(xué)概念[J].數(shù)字通信世界，2018（06）.

[2]劉磊.函數(shù)圖像法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用研究[D] .上海：上海師范大學(xué)，2013.

[3]吳海. 淺析高中物理圖象問題的解題方法[ J ] . 中學(xué)物理，2010（ t2） ）.