圖形結合在初中物理解題中的應用

余里

【摘要】 在初中物理解題中，學生可以采用圖形結合的方式解答一些難度較高、抽象性極強的問題，可以通過直觀的方式展現物理問題，從而有效提高初中學生的物理解題技能.本文主要闡述如何運用圖形結合開展初中物理解題，以期能夠促進初中物理教學的發展.

【關鍵詞】圖形結合；初中物理；解題策略

很多初中學生第一次接觸物理知識，雖然能夠聽懂課堂上教師所講授的內容，但在實際解題中卻感到無從下手.要想提升學生的物理解題能力，授課教師就需要仔細研讀新課改政策，幫助學生將瑣碎零散的物理知識整合為系統的知識網，引導學生在推導與思考中不斷完善高階物理思維.

1 有效提升初中學生運用圖形結合思想解題的意識

例1 我們將一個盛滿酒精的大容器放置在0℃的外部環境中，并在大容器內再放一個混有冰和水的小金屬盆.為了能夠測量兩個不同大小容器內液體的溫度，在二者中分別放置了溫度計，并將其命名為溫度計甲與溫度計乙.假如我們使用電風扇來吹動溶液表面，那么以下四種現象中哪一個是正確的呢（??? ）

（A）小金屬盆內冰與水的比例不會發生改變.

（B）小金屬盆內冰與水的比例會發生改變.

（C）溫度計甲與溫度計乙二者的數值相同.

（D）溫度計乙的數值應當會高于溫度計甲的數值.

解析 很多學生在看到這一題目后感到十分復雜，無法在腦海中精準還原題干信息，此時就可以使用圖形結合的方式繪制圖1.題干內指出小金屬盆內放置了冰水混合物，且其放置的環境溫度是0℃.那么根據課堂所學知識能夠推導出，此時溫度計甲的數值始終不變，隨著電風扇將表面吹動，該過程會導致水分的蒸發，因此（A）項推導錯誤，而（B）項推導正確.不僅如此，隨著酒精的蒸發其會吸收大容器內液體的熱量，從而導致外部溫度計的數值改變，所以溫度計乙的數值應當會低于溫度計甲的數值.

2 培養初中學生形成運用圖形結合解答物理問題的習慣

例2 在物體B上面放置物體A，并將二者一起放到水平地面上，那么以下四個選項中哪一個說法是正確的（??? ）.

（A）物體B對物體A的支持力與物體A自身受到的重力是一對平衡力.

（B）地面對物體B的支持力與物體B自身受到的重力是一對平衡力.

（C）物體B對物體A的支持力與物體A對物體B的壓力是一對平衡力.

（D）地面對物體B的支持力與物體B自身受到的重力是一對相互作用的力.

解析 例2主要考查學生對平衡力、作用力這一模塊知識的掌握情況.平衡力、作用力二者的共同點是力的方向相反，大小相等；不同點在于，相互作用的力是分別將力作用于兩個不同的物體上，而平衡力則是將力作用于一個物體上.所以教師可以帶領學生一邊分析題目信息一邊根據四個選項繪制受力圖，從而提高學生解題效率.

3 將圖形結合與其他方式進行糅合，達到高效解題的目的

例3 有一電路如圖2所示，已知該電路的電源電壓始終是6V，且定值電阻R的阻值為20Ω，那么當我們將開關閉合后，請回答以下兩個問題：

（1）若電壓表的數值是3V，這時電路中滑動變阻器的阻值是多少？

（2）假設此時滑動變阻器阻值是10Ω，請計算出定值電阻R消耗了多少功率？

解析 我們可以根據問題（1）中的信息繪制出主要部分的等效電路圖，如圖3所示，并在圖中標注出已知信息和未知信息.

根據問題（2）中的信息繪制出主要部分的等效電路圖，如圖4所示，并在圖中標注出已知信息和未知信息.

問題（1）主要運用所學的歐姆定律以及剛剛繪制的等效電路圖來解答.題干中能夠發現，U=3V，R=U/I，根據上述已知信息我們能夠求出I.再運用串聯電路電流的特征（I=I）能夠求出I的數值.根據所學的歐姆定律（I=UR）以及題干信息（R=20Ω），我們能夠求出U的數值.由于串聯電路具備U=U+U的電壓特點，根據題干信息（U=6V），運用U=U-U我們就能夠求出U的數值.當學生能夠按照上述邏輯理清解題思路之后就可以把整個推導過程顛倒過來，進而求出正確答案.這樣的解題思路同樣能夠得出問題（2）的答案.

4 運用圖形結合思想開展物理強化訓練

例4 已知現有阻值不相同的兩個電阻，并將其命名為R和R.將兩個電阻接入電路后，其電流的數值大小都會隨著電壓的改變而發生變化，最終根據兩個電阻的電壓、電流變化數據繪制出圖5，能夠發現兩個電阻的電壓-電流圖都是一次函數，且R和R的圖線將坐標圖分隔為了三個區域.若我們將R和R進行并聯或串聯后形成的電路電阻設置為R和R，請大家分析R和R所對應的電壓電流曲線圖應當位于①、②、③哪一個區域呢？

解析 例4主要是考查初中學生對電力模塊知識的掌握程度，由于題干中涉及大量的物理抽象參數，如U、I和R，且涵蓋一次函數圖象，因此很多學生在看到題目后感到十分茫然，最終導致解題錯誤.要想降低本題的解題難度，物理教師就需要指導學生靈活借助圖形進行思考，有效簡化解答流程，幫助學生快速梳理解題思路.具體過程略.

參考文獻：

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