函數(shù)圖像在初中物理中的應(yīng)用

　　摘 要： 物理規(guī)律可以用文字來(lái)描述，也可以用數(shù)學(xué)公式來(lái)表示，還可以用函數(shù)圖像來(lái)描述。函數(shù)圖像具有形象、直觀、動(dòng)態(tài)變化過(guò)程清晰等特點(diǎn)，能使物理問(wèn)題簡(jiǎn)化明了；許多抽象的物理概念用物理圖像表示更加形象化，便于學(xué)生理解，更重要的是它能將物理學(xué)科與數(shù)學(xué)、信息技術(shù)等其他學(xué)科有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，增強(qiáng)學(xué)生的綜合素質(zhì)能力。
　　關(guān)鍵詞： 函數(shù)圖像 初中物理 應(yīng)用
　　
　　函數(shù)圖像是表示物理規(guī)律的方法之一，能形象地描述物理規(guī)律。在進(jìn)行抽象思維的同時(shí)，利用圖像的視覺(jué)感知，有助于對(duì)物理名詞的理解和記憶，準(zhǔn)確把握物理量之間的定性和定量關(guān)系，深刻理解問(wèn)題的物理意義。應(yīng)用圖像不僅可以直接求出或讀出某些待求物理量，而且可以用來(lái)驗(yàn)證某些物理規(guī)律，測(cè)定某些物理量，分析或解決某些復(fù)雜的物理過(guò)程。
　　一、函數(shù)圖像在初中物理中的應(yīng)用
　　1.圖像可以演示物理變化過(guò)程，把握變化規(guī)律。
　　用圖像法來(lái)描述物理過(guò)程則更直觀，可以描述出其變化的動(dòng)態(tài)特征，幫助學(xué)生理解物理變化過(guò)程，避免一些知識(shí)死記硬背，學(xué)會(huì)從圖像中獲取信息的能力，使一些知識(shí)更簡(jiǎn)單、明朗。例如：下圖是海波熔化圖像。通過(guò)圖像我們可以看出：海波是晶體，此圖像是吸熱圖像，晶體熔化時(shí)要吸熱，該晶體的熔點(diǎn)是50℃；BC段是海波熔化過(guò)程，熔化過(guò)程中溫度不變，熔化經(jīng)過(guò)了4分鐘，熔化后繼續(xù)吸熱，溫度繼續(xù)升高。物理圖像中隱含了很多信息，準(zhǔn)確地找出有用的信息至關(guān)重要。
　　2.運(yùn)用函數(shù)圖像可以描述物理量之間的關(guān)系。
　　當(dāng)某個(gè)物理量一定時(shí)，用圖像可以直接地看出另兩個(gè)物理量之間的關(guān)系，是成正比或反比。這是數(shù)學(xué)在物理中的應(yīng)用，弄清兩個(gè)坐標(biāo)軸各代表什么物理量，以便了解圖像所反映的是哪兩個(gè)物理量之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。例如在研究電阻不變的情況下，電流與電壓的關(guān)系。如果我們把電阻A和電阻B根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)已經(jīng)作出了如圖所示的圖像后，從圖中明確了無(wú)論電阻A還是電阻B，電壓增大電流也隨著增大，不管怎么變化，電壓與電流的比值始終不變，其比值等于該電阻的阻值。RA＝5Ω，RB＝10Ω，R＝U/I即電阻一定時(shí)，電流跟電壓成正比。類(lèi)似這樣的還有壓強(qiáng)與受力面積、壓力的關(guān)系；同種物質(zhì)質(zhì)量與體積的關(guān)系；路程與時(shí)間、速度的關(guān)系等，都可以用函數(shù)圖像找出相關(guān)物理量之間的函數(shù)關(guān)系。
　　3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)利用函數(shù)圖像分析數(shù)據(jù)得出準(zhǔn)確結(jié)論。
　　很多時(shí)候單憑數(shù)據(jù)不能得出很準(zhǔn)確的結(jié)論，通過(guò)描點(diǎn)作出圖像，就很輕松了，而且能明確幾個(gè)物理之間的關(guān)系。如“在探究重力的大小與什么因素有關(guān)”時(shí)，把質(zhì)量不同的鉤碼吊在彈簧測(cè)力計(jì)下面，測(cè)量它們所受的重力，把測(cè)得的數(shù)據(jù)記錄在下表中。請(qǐng)?jiān)谌鐖D所示的坐標(biāo)中標(biāo)明適當(dāng)?shù)臉?biāo)度（要求合理利用這些坐標(biāo)格），根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)中描點(diǎn)作出重力與質(zhì)量關(guān)系的圖像。
　　分析：這類(lèi)試題可將表格中每組數(shù)據(jù)作為點(diǎn)的坐標(biāo)，在圖像中標(biāo)出表示這些坐標(biāo)的點(diǎn)，然后用平滑的直線順次連接這些點(diǎn)，就可得到一個(gè)一次函數(shù)圖像，如下圖。從本題圖像中可以發(fā)現(xiàn)G與m成正比，G/m＝10，在物理中可用表達(dá)式G＝mg表示重力。
　　函數(shù)圖像已經(jīng)在物理教科書(shū)中明確要求學(xué)生會(huì)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出函數(shù)圖像，進(jìn)行分析研究?jī)?nèi)在規(guī)律。如：探究質(zhì)量與體積的關(guān)系、重力與質(zhì)量的關(guān)系、電流與電壓、電阻的關(guān)系、水的沸騰的特點(diǎn)、海波的熔化等。這些都是中學(xué)生必須掌握的，近年來(lái)用函數(shù)圖像來(lái)直觀形象地表示物理量之間的變化規(guī)律，已成為中考物理考查的熱點(diǎn)。各地中考、競(jìng)賽試題中常出現(xiàn)物理圖像信息題，著重考查學(xué)生對(duì)圖像的識(shí)別能力、分析判斷能力，以及用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力。
　　二、掌握函數(shù)圖像在物理解題中
　　如何讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)并掌握這種行之有效的方法并非復(fù)雜，只要在教學(xué)中從函數(shù)圖像的物理意義、圖像的坐標(biāo)選取和圖形幾方面加以指導(dǎo)訓(xùn)練就可以了。
　　1.根據(jù)對(duì)圖像的物理意義的把握，能自覺(jué)自如地處理解決與圖像有關(guān)的物理問(wèn)題。
　　我們必須搞清楚縱軸和橫軸所代表的物理量，明確要描述的是哪兩個(gè)物理量之間的關(guān)系去構(gòu)建圖像。最后要從物理意義上去認(rèn)識(shí)圖像。由圖像的形狀應(yīng)能看出物理過(guò)程的特征，通過(guò)長(zhǎng)期的訓(xùn)練，使學(xué)生能正確利用圖像解決問(wèn)題，開(kāi)拓了思路，提高了能力。在物理教學(xué)中，應(yīng)提倡解析法與圖像法的有機(jī)結(jié)合。教師在平時(shí)的教學(xué)中要經(jīng)常地把對(duì)物理概念、定義、規(guī)律、定律等的教學(xué)圖像化，把數(shù)學(xué)的函數(shù)與物理緊密聯(lián)系在一起，通過(guò)平時(shí)教學(xué)的潛移默化讓學(xué)生對(duì)圖像有較扎實(shí)、深刻的理解。
　　2.教師在教學(xué)分析物理中函數(shù)圖像時(shí)力求做到講清、講全、講透。
　　清：圖像的物理意義要清，不拖泥帶水。全：一個(gè)物理圖像中所隱含的所有物理信息要分析全面，讓學(xué)生對(duì)整個(gè)圖像的物理意義有一個(gè)整體的理解。透：講到一個(gè)圖像時(shí)，應(yīng)能舉一反三把這個(gè)圖像與前面學(xué)過(guò)的類(lèi)似的圖像聯(lián)系起來(lái)，讓學(xué)生能對(duì)圖像有一個(gè)橫向和縱向的把握。
　　3.在平時(shí)的教學(xué)訓(xùn)練中，教師要經(jīng)常收集一些有關(guān)圖像的題目讓學(xué)生加以訓(xùn)練。
　　用一些圖像法能一目了然而解析法較難解決的題目來(lái)訓(xùn)練學(xué)生，讓學(xué)生深刻體會(huì)到圖像法解題的妙處，使學(xué)生在內(nèi)心深處渴望用圖像法來(lái)解決物理問(wèn)題。
　　總之，函數(shù)圖像在初中物理中已經(jīng)很明顯地顯示出它自身的重要性。因此，在初中數(shù)學(xué)中學(xué)好函數(shù)非常重要的。函數(shù)圖像法是解決物理問(wèn)題的一種重要手段，我們?cè)谄綍r(shí)的教學(xué)中要善于培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、建圖、用圖的能力，努力提高學(xué)生的基本素質(zhì)。運(yùn)用函數(shù)圖像法解物理題的深層意義主要在于可以啟迪學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)造能力，鍛煉科學(xué)的邏輯思維能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度。