從高考命題談物理圖像的應用與教學

黃高宏

《高中物理教學大綱》明確要求：“物理規律常用數學公式和圖像來表示，要引導學生理解公式和圖像的物理意義?！备呖伎荚囌f明中，對應用圖像表示及處理物理問題的能力方面，也指出：“……必要時能運用幾何圖形函數圖像進行表達和分析”。

近幾年的全國高考物理試題，每年都有對物理圖像的考查題，而且圖像題在高考題中占的比例越來越大。下表可以充分說明：

近六年高考圖像題統計

由上表可見，考查較頻繁的知識點是振動圖像、波動圖像和感應電流圖像等，題型以選擇題居多，且在教材的基礎上逐漸擴展，如2007年的F/mg-t圖像，2010年的Ep-r圖像等。近幾年高考物理試題，對圖像的考查應用大致可以分為如下幾種類型。

一、通過對物理過程的分析和圖像的描述，選擇相應圖像

分析：由加速度圖像可知前10s汽車勻加速運動，后20s汽車勻減速運動恰好停止，因為圖像的面積表示速度的變化，此兩段的面積相等。最大速度為20m/s，所以速度圖像為圖9。然后利用速度圖像的面積求出位移。汽車運動的面積為勻加速、勻速、勻減速三段的位移之和，即 s =（10×10+30×20+10×20）=900m。

物理圖像有許多優點，如何讓學生領會并掌握并非簡單，在教學中應著重從圖像的物理意義、圖像的坐標選取和圖形的建立這幾方面加以指導訓練。

（1）要讓學生理解圖像的物理意義

圖像是表示物理量之間關系的一種方法，它把“數”轉化為“形”，每一種圖像都有其特定的物理意義。①弄清坐標軸所表示的物理量，明確因變量（縱軸表示的量）與自變量（橫軸表示的量）的制約關系；②識別兩個相關量的變化趨勢，從而分析具體的物理過程；③看交點、分清兩個相關量的變化范圍及其給出的相關條件，明確圖線與圖線、圖線與坐標軸的交點、圖線斜率，圖線與坐標軸所圍成圖形的“面積”的物理意義。

（2）讓學生了解圖像和物理理過程的對應關系

物理圖像，不僅是一種純粹的數學表達，它包含著豐富的內容。除搞清物理圖像的物理意義外，還應加深理解圖像與公式、圖像與過程、圖像與物理量之間的聯系與變通，以便對有關的物理問題作出準確判斷。

（3）明確圖像與數學表達式的關系

一個物理規律能同時用數學公式和圖像來表示，則二者之間必定有密切的對應關系。很多學生在解析幾何中能將二者的結合運用自如，卻不能較好地處理解決物理問題。因此在教學中，應經常將兩種表示法并列對比，使學生習慣圖像的應用，能由此及彼，體會到應用圖像解題的好處。

當然在應用物理圖像解決物理問題的過程中，我們應提倡解析法與圖像法的有機結合，這是因為數與形是反映事物間關系的兩種不同形式，但數與形又是統一的，它們都可以用來描述物理規律的變化。兩種形式之間是可以相互補充、相互轉化的，數缺形時少直觀；形少數時難入微?？傊瑘D像是解決物理問題的一種重要手段，我們在平時的教學中要善于培養學生識圖、建圖、用圖的能力，努力提高學生的基本素質。

（責任編輯 易志毅）