淺談畫圖在農村高中物理教學中的作用

【內容摘要】解決物理問題的方法有很多種，借助草圖來解決物理問題是一種非常重要的方法。通過草圖不但可以幫助學生構建物理模型，打開解題思路，進行知識的梳理，還可以激活學生的思維，激發學生學習興趣，培養學生嚴謹的科學態度。作為物理教師，在平時的教學中要特別重視草圖的教學，以身作則，充分利用草圖形作為直觀形象的教學語言，培養學生分析問題時畫草圖的習慣。

【關鍵詞】草圖 物理情景 復原過程 放大延時 梳理知識

農村高中的教學設施、教學手段、教學方法、生源質量等相對比較薄弱，而近年來高考把對學生能力考查放在了首位，要想正確的解題，必須重視物理過程的分析，畫草圖的過程就是將題中的文字信息轉化為形象的圖形信息的過程，畫草圖反映了解題人對題意的理解，因此，草圖是實現物理過程再現的重要手段。畫好草圖不但有助于理解題意，而且對物理過程的分析、解題思路的確定和良好思維品質的形成等都具有重要的意義，很多情況下甚至起著關鍵作用。所以，農村高中物理教學利用草圖來分析物理過程是一種很有效的解題方法。

一、利用草圖，可以形成物理情景，幫助學生構建物理模型

圖像，是一種直觀的表述語言，在很多場合，都可以用畫圖的方法幫助學生建立物理情景，描述物理過程。正確地建立物理圖景和使用物理模型可以提高學生理解和接受新知識的能力，所以構建物理情景對學生具有重要意義。同時，借助草圖建立物理模型，還有助于幫助學生歸納總結學習方法，中學物理有很多物理模型，只要學生形成了一整套分析方法和思維，再適當訓練，以能夠遷移和應用，再難的問題也不怕。例如受力分析：

【例1】如圖所示，物理A靠在豎直墻面上，在力F的作用下，A、B保持靜止，物理B受到力的個數是（ ）

A.2 B.3 C.4 D.5

分析：把A和B看作整體分析可知A不受墻壁的彈力，隔離A分析A的受力情況，隔離B分析B的受力情況，正確答案選擇C

【例2】如圖所示，在輕細線的下端懸掛一個質量為m的物體，若用力F拉物體，使細線偏離豎直方向的夾角α，且始終保持角α不變，求力F的最小值。

分析：物理m受到重力G、拉力F和拉力T三個力而平平衡，固三個力可以組成一個三角形ABC，如圖所示，拉力F的方向由C點向A點移動時，當拉力F的方向與拉力T相垂直時，拉力F最小。

在三角形ACD中，

二、利用草圖，可以使題意更為明確，幫助學生打開思路

畫草圖是打開學生解題思路的重要手段，一些應用題的過程相對比較復雜，學生很難迅速抓住本質，審題往往浪費大量的時間，卻理不清思路。通過畫草圖，將已知條件標在草圖上，可以使題意更為集中、明確，分析草圖有助于學生發現解題規律，幫助學生打開解題的思路。特別對于行程類題目，通過草圖尋找等量關第，解題思路一目了然。所以，畫好草圖不但有助于理解題意、形成直觀的視覺載體，而且對解題思路的確定和良好解題習慣的形成都具有重要的意義。

【例3】汽車以25m/s的速度勻速直線行駛，在它的后面有一輛摩托車，當兩車相距1000同時，摩托車從靜止起動做勻加速運動追趕汽車，摩托車的最大速度可達30m/s，若使摩托車在4min時剛好追上汽車，求：

（1）摩托車做勻加速運動的加速度

（2）摩托車追上汽車前兩車相距的最大距離

分析（1）從圖中很容易找到等量關系：

解可得：

（2）由追及相遇的特點可知：當速度相等時相距最遠 ，解可得：

此時，

三、利用草圖，可以復原物理過程，幫助學生正確解題

學生對物理問題的分析過程，是學生運用已有的物理規律分析問題和解決問題的過程，當學生面對新問題情境的出現時，先對自己過去所學的知識有一個內省過程，然后從中選取適當的知識進行解決問題。但是，學生對物理知識的獲得或認識，因受認知能力的限制，往往并未真正上升到理性的層次，在實際問題面前，本來似乎清晰的概念、規律由于受新問題表象的干擾，卻又變得模糊不清了。借助草圖可以使學生對物理過程分析更加深刻，更具體的說它能聯系學生的知識點變成知識串，使知識變得科學系統，更有利于幫助學生找到解題的最佳方法，使學生的能力和素養得到大幅的提高。

【例4】一個學生做物體平拋運動實驗時，只在白紙上畫出了與初速度平行的ox軸，忘記了記下槽口末端的位置，并且也只畫出如圖所示的中間一部分軌跡。如何只用一根刻度尺算出這個物體運動的初速度和拋出點的初始位置？

分析：

（1）畫出過程草圖，再現物理知識。

讓學生通過平拋運動的實例回憶做平拋運動物體的運動特征，然后提出問題：怎樣才能描述并揭示該物體的運動性質呢？教師教學這一環節就是再現物理知識的發生，從思維角度分析屬于物理過程發生的形象思考。

（2）運用物理圖景，導引知識發展

教師在做出上述設問后，讓學生再次回顧，在實驗中是用描點法經連線后作出物體運動軌跡的，而圖中此題的軌跡只不過是實驗中運動軌跡的部分而已。那么如何研究物體的運動呢？運動性質的回顧和提示有助于學生提高對該運動過程分析的認識，建立如圖所示物理圖景：在軌跡上取水平距離相等的三點A、B、C并測出Δx 和y1、y2，進行問題的解決。

（3）綜合物理知識，解決實際問題。

該環節綜合物理語言、物理符號、數學關系，是對物理規律的數理邏輯表示

求出：

利用平拋運動的規律，也不難求出初始位置。

四、利用草圖，可以放大延時，有助于細節分析

物理過程往往是一個復雜的過程，事件發生往往非常迅速，稍不留心，可能就會錯過最佳分析點，通過多媒體可能延緩物理過程，使迅速發生的過程能夠清晰展現在你面前。但是對于某一個瞬時點的分析，草圖更有它的優勢。

【例5】在豎直絕緣桿套一小銅環b，它的質量為m，帶有正電荷q，環與桿的動摩擦因數為，桿處在勻強電場和勻強磁場之中，電場強度為E，方向水平向左，滋感應強度為B，方向垂直紙面向里。如圖所示，釋放小銅環，它從靜止開始沿桿下落。設場區足夠大，桿足夠長，則環在運動過程中的最大速度是多少？最大加速度多少？

分析：我們把物體的運動通過延時放大，如右圖所示，找出幾個關鍵點，然后進行細節分析。

在A位置對物體受力分析，知道N=Eq，摩擦力f=μN=μEq，當物體下滑是，速度增大，所受洛倫茲力F=Bvq也在增大。

在B位置對物體受力分析，知道Eq=N+Bvq，此時仍然有G>f，物體速度在增大。

在C位置，洛倫茲力增大到和電場力大小相等時，N=0，此時，物體的加速度最大am=g，物體的速度仍在增大。

在D位置，洛倫茲力仍在增大，支持力N方向變為向左，并且在不斷增大，當物體速度最大時，G=f，列方程可得：

解可得：

五、利用草圖，便于復雜過程簡單化，幫助學生梳理知識

有些物理問題過于復雜，借助予草圖，有助于理清線索，將復雜問題簡單化。另外，課堂上教師簡捷、清楚、美觀的畫出草圖，不但有助于激活學生的思維，激發學生學習興趣，而且能夠培養學生嚴謹的科學態度和認真審題的習慣，這對學生以后的發展發揮著重要作用。

例如遠距離輸電是高中物理一個非常重要的一個考點，然而它的電壓、電流和功率關系比較復雜，借助借草圖，基本關系一目了然。

根據學生已有的知識結合圖象可得：

電壓、電流關系：

功率關系：

損失的電功率：

綜上所述，草圖在物理學中的作用非常廣泛，它不僅是一種方法，更應該是一種思想和習慣。學生在學習的過程中養成畫草圖的習慣，有利于將抽象復雜過程簡單化；有利于幫助學生打開思路；有利于形成清晰的物理圖景；有利于學生解題能力和綜合素質的提高。作為教師，在物理教學中要重視草圖的教學，充分利用圖形作為直觀形象的教學語言，使學生以聽覺、視覺相結合的方式吸收教學信息，并培養學生分析問題時先作草圖，再圖題對照的習慣，在頭腦中建立起直觀圖形的思維方式，實現知識向和能力的轉化，促進學生綜合分析能力的提高。

（作者單位：江蘇省東海縣石榴高級中學）