初中物理教學(xué)中圖像的作用初探

【內(nèi)容摘要】本文主要通過(guò)初中物理圖像問(wèn)題反映出物理現(xiàn)象的規(guī)律性，幫助學(xué)生理解和掌握物理概念，及用于比較性問(wèn)題的分析、判斷、推理及計(jì)算等。

【關(guān)鍵詞】規(guī)律 理解 分析 判斷 推理

初中物理教學(xué)中的定性分析和定量計(jì)算，常常會(huì)遇到兩個(gè)物理量呈線性或非線性的關(guān)系，如果能正確地作出其關(guān)系圖像，再由圖像分析、解決物理問(wèn)題，就可能突破問(wèn)題的難點(diǎn)，簡(jiǎn)化解題過(guò)程，提高解題效率。一般地說(shuō)，物理圖像有以下幾方面的作用：

一、反映物理現(xiàn)象的規(guī)律性

物理現(xiàn)象的發(fā)生都有一定的規(guī)律性，為了研究其發(fā)生和發(fā)展的規(guī)律，往往通過(guò)做一些實(shí)驗(yàn)取得相關(guān)的數(shù)據(jù)，作出相應(yīng)的物理圖像，再由圖像分析、研究或確定其發(fā)生或變化發(fā)展的規(guī)律性，學(xué)生會(huì)很容易理解和掌握。

【例1】在研究晶體和非晶體的熔化和凝固這一物態(tài)變化現(xiàn)象時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)事實(shí)，可以作出其溫度隨時(shí)間變化的非線性圖像。

晶體在熔化和凝固過(guò)程中，溫度達(dá)到熔點(diǎn)或凝固點(diǎn)時(shí)，雖然繼續(xù)吸熱或放熱，但溫度保持不變，非晶體在熔化和凝固過(guò)程中，不斷地吸熱或放熱，但溫度卻在不斷地變化。通過(guò)對(duì)圖像的對(duì)比分析，學(xué)生就很容易對(duì)熔化和凝固這一對(duì)物態(tài)變化過(guò)程有一個(gè)全面而深入的理解，對(duì)于“晶體有一定的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)，而非晶體則沒(méi)有”這個(gè)結(jié)論記憶更牢固了，學(xué)生在解題時(shí)，就能得心應(yīng)手，運(yùn)用自如。

【例2】在研究“水的沸騰”時(shí)，也可由實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出水的溫度隨時(shí)間變化的非線性圖像，從圖像上分析可知，給水加熱，水吸收熱量，溫度升高，當(dāng)溫度接近100℃時(shí)（一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下），雖然繼續(xù)吸熱，但溫度保持不變，這樣學(xué)生由圖像去分析就很直觀、牢固地理解和掌握了水的沸騰現(xiàn)象。

二、幫助理解和掌握物理概念

有些物理概念很抽象，學(xué)生理解和掌握時(shí)很困難，如能在教學(xué)中運(yùn)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出有關(guān)的圖像，由圖像分析和理解物理概念的含義就可以降低教學(xué)難度，使學(xué)生加強(qiáng)了對(duì)概念的掌握。

【例3】在學(xué)習(xí)“勻速直線運(yùn)動(dòng)”時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，作出路程隨時(shí)間變化的線性圖像。

由圖像分析可知“勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度是定值”同時(shí)對(duì)勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式V=S/T也加深了理解，即V一定，S與T成正比。

【例4】在學(xué)習(xí)“物質(zhì)的密度”時(shí)，也可由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出物質(zhì)的質(zhì)量隨體積變化的圖像由圖像可知“某物質(zhì)的密度是定值”，同時(shí)對(duì)密度公式ρ=m/v理解更深刻了，即物質(zhì)的密度一定時(shí)，其質(zhì)量和體積成正比。

【例5】做“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，可作出導(dǎo)體中的電流隨外加電壓變化的線性圖像，由圖像可知電壓與電流的比值是一個(gè)定值，由歐姆定律I=U/R可得R=U/I，學(xué)生不難理解導(dǎo)體的電阻與其兩端的電壓和通過(guò)的電流大小無(wú)關(guān)，只是等于其比值，這樣就鞏固和加深了對(duì)“導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)”的認(rèn)識(shí)和理解，即“導(dǎo)體的電阻大小是由導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度決定的”。

通過(guò)這樣的講授或補(bǔ)充練習(xí)，就會(huì)使學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)前后呼應(yīng)，形成系統(tǒng)性，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生從多角度思維的能力。

三、用于比較性問(wèn)題的分析、判斷

物理習(xí)題中，有很多要進(jìn)行比較的問(wèn)題分析，有時(shí)按常規(guī)方法解答，數(shù)學(xué)運(yùn)算繁而復(fù)雜，常會(huì)陷入“云山霧海”之中，這時(shí)我們?nèi)绻苻D(zhuǎn)化思維方向，定性分析并作出描述物理變化規(guī)律的圖像，就會(huì)“云開(kāi)霧散”，使問(wèn)題得以順利解決。

【例6】甲、乙兩杯中盛有溫度、質(zhì)量相同的水，從沸水中同時(shí)取出質(zhì)量相同的鐵球和銅球，依次分別投入兩杯水中，最后杯中溫度較高的是哪杯？

根據(jù)題意，甲、乙杯吸收的熱量分別為Q甲=c水m（t1-t0）、Q乙=C水m （t2-t0），鐵球、銅球放出的熱量分別是Q鐵=c鐵m（t-t1）、Q銅=c銅m（t-t2），式中比熱和質(zhì)量都是定值，所以熱量是溫度的函數(shù)，因此可用線性函數(shù)圖象表示熱量與溫度的關(guān)系（圖9），根據(jù)圖像的物理意義可知，t1>t2，即放入鐵球的甲杯中溫度較高。

四、用于推理計(jì)算

有些物理習(xí)題，如能作出相應(yīng)的物理圖像去解答，數(shù)形結(jié)合，形象直觀，就能較快解決。

滑動(dòng)變阻器的阻值R為40歐姆，當(dāng)滑片P從a向b移動(dòng)時(shí)，Rpa等于多少歐姆時(shí)，燈泡的亮度最暗？

當(dāng)Rpa=R/2時(shí)，Rp最大=R/4即Rpa=R=20歐時(shí)，Rp最大=5歐，此時(shí)燈泡的亮度最暗，即當(dāng)滑片移動(dòng)到ab的中點(diǎn)時(shí)，燈泡亮度最暗。

因此，圖像在物理教學(xué)中的作用不容忽視，它有直觀性、簡(jiǎn)捷性等特點(diǎn)，運(yùn)用圖像分析、解題，避免了冗長(zhǎng)的數(shù)學(xué)推理和演算，加快了解題速度，同時(shí)提高了學(xué)生的邏輯思維能力，促進(jìn)了技能遷移，對(duì)于開(kāi)發(fā)學(xué)生的智力，培養(yǎng)學(xué)生全面、靈活地解決問(wèn)題的能力，起著十分重要的作用。

（作者單位：江蘇省銅山縣張集鎮(zhèn)中心中學(xué)）