靈活應(yīng)用高考中的物理圖像

【摘 要】介紹能直觀、形象地描繪物理規(guī)律、解決物理問題的方法——圖像法，從圖象的“點”、“線”、“面”、“形”四層次所含物理意義入手，闡述圖像法在高考物理中的重要作用和意義。

【關(guān)鍵詞】“圖像法”；斜率；截距；面積

一、高考圖像題與考綱要求緊密結(jié)合

圖像題歷年來是高考考查的重點和熱點，物理圖像同時也是形象直觀描述物理規(guī)律和物理過程的有力工具，在中學(xué)物理中應(yīng)用十分廣泛。利用“圖像法”可使問題簡單明了，分析思路清晰?！犊荚嚧缶V》能力要求中明確指出，必要時能運用幾何圖形畫出圖像進行表達、分析。同時要求學(xué)生是有閱讀圖像，描述圖像，運用圖像，解決問題的能力。

二、高中物理涉及的物理圖象

高中物理常涉及到的圖像有：受力分析圖、矢量合成分解圖、物理過程分析圖，常規(guī)函數(shù)圖象有：V（速度）—t（時間）圖象、S（位移）—t（時間）圖象、a（加速度）—F（力）圖象、a（加速度）—1/m（質(zhì)量倒數(shù)）圖象、振動圖象、波動圖象、U端（路端電壓）—I（電流）圖象、i（電流）—t（時間）圖象、u（電壓）—t（時間）圖象等。從圖象形狀看，有直線型、正弦、余弦曲線型、雙曲線型、拋物線型和其他型等；從圖象的層次看，有“點”、“線”、“面”、“形”四個不同的層次。

三、圖象的各個層次的物理意義

圖象的物理意義主要通過“點”、“線”、“面”、“形”四個方面來體現(xiàn)，教學(xué)中應(yīng)從這四方面入手，予以明確。

（1）物理圖象中“點”的物理意義：“點”是認識圖象的基礎(chǔ)。物理圖象上的“點”代表某一物理狀態(tài)，它包含著該物理狀態(tài)的特征和特性。從“點”著手分析時應(yīng)注意從以下幾個特殊“點”入手分析其物理意義。

（2）物理圖象中“線”的物理意義：“線”：主要指圖象的直線或曲線的切線，其斜率通常具有明確的物理意義。物理圖象的斜率代表兩個物理量增量之比值，其大小往往代表另一物理量值.如S—t圖象的斜率為速度，V—t圖象的斜率為加速度、Φ—t圖象的斜率為感應(yīng)電動勢、U—I圖象的斜率為負載的電阻等。

（3）物理圖象中“面”的物理意義：“面”：是指圖線與坐標軸所圍的面積。有些物理圖象的圖線與橫軸所圍的面積的值常代表另一個物理量的大小。學(xué)習(xí)圖象時，有意識地利用求面積的方法，計算有關(guān)問題，可使有些物理問題的解答變得簡便，如V—t圖象中所圍面積代表位移，F(xiàn)—S圖象中所圍面積為力做的功，P—V圖象中所圍面積為氣體壓強做的功。

（4）物理圖象中“形”的物理意義：“形”：指圖象的形狀。由圖線的形狀結(jié)合其斜率找出其中隱含的物理意義。例如在V—t圖象中，如果是一條與時間軸平行的直線，說明物體做勻速直線運動；若是一條斜的直線，說明物體做勻變速直線運動；若是一條曲線，則可根據(jù)其斜率變化情況，判斷加速度的變化情況。

從近幾年的高考情況來看，圖像在高考中出現(xiàn)的頻率很高，高考試題中均把物理圖像作為重點考查的內(nèi)容。從知識點來看，高考重點有：勻變速運動圖像、振動與波動圖像、電場強度圖像、電流電壓的圖像、電磁感應(yīng)圖像等。

從能力要求來看，主要有三個層次：看圖獲信息、畫圖找規(guī)律、用圖解決問題。

四、對高考考生二輪復(fù)習(xí)建議

（1）不能從圖像中獲取有用信息。

（2）沒有養(yǎng)成畫圖分析物理過程的習(xí)慣。

（3）作圖不規(guī)范，如連折線等。

（4）不善于用圖像處理實際數(shù)據(jù)得出結(jié)論，取兩組數(shù)據(jù)列方程式。

（5）不會求斜率，縱坐標不從零開始經(jīng)常出錯。

（6）不重視圖像或害怕圖形題。

五、從新課標三維圖標設(shè)計專題訓(xùn)練

1.知識：能看懂圖、理解已知條件

要看懂圖像的：橫軸和縱軸、拐點、截距、斜率、面積

（1）橫軸和縱軸所代表的物理量：明確了兩個坐標軸所代表的物理量，則清楚了圖像所反映的是哪兩個物理量之間的對應(yīng)關(guān)系。如振動圖像和波動圖像。

（2）圖像分析時要注意圖像的拐點具有的特定意義，它是兩種不同變化情況的交界，即物理量變化的突變點。

（3）截距的物理意義：截距是圖線與兩坐標軸的交點所代表坐標數(shù)值，該數(shù)值具有一定的物理意義。伏安特性曲線圖像和路端電壓——電流圖像的截距表示的物理意義。

（4）斜率的物理意義：如x-t圖像的斜率為速度，v-t圖像的斜率為加速度，U——I圖像的斜率為負載的電阻等。

（5）圖像中圖線與坐標軸所圍面積的物理意義：有些物理圖像的圖線與橫軸所圍的面積的值，它常代表另一個物理量的大小。如v-t圖中，圖線與t軸所夾的面積代表位移，F(xiàn)-S圖像中圖線與s軸所夾的面積代表功。F-t圖像中圖線與t軸所夾的面積代表沖量。i-t圖像中圖線與t軸所夾的面積代表電量等。

2.能力：作圖訓(xùn)練，細心習(xí)慣也是能力的體現(xiàn)

（1）用圖像表示物理量的大小和方向（電磁感應(yīng)）。

（2）用圖像比較物理量的大?。ㄓ绕涫菚r間）。

（3）轉(zhuǎn)換圖像解答問題（振動和波）。

（4）用圖像描述復(fù)雜的物理過程（多過程：兩體兩段，帶電粒子）。

（5）巧用圖像的面積解題（v-t、f-t、i-t圖）。

（6）用圖像處理實際數(shù)據(jù)（求斜率）。

總之，使學(xué)生認識圖形題在高考中的重點，養(yǎng)成自覺讀圖、畫圖、用途的習(xí)慣，讓學(xué)生感受圖像的直觀、簡潔和美。

作者簡介：

王勇（1967.2.17～），男，江西九江人，中學(xué)教師。