試論圖像法在高中物理教學中的應用

朱海濤

【摘 要】高中物理涉及較多圖像，對學生的讀圖能力、分析問題的能力要求較高，是各類測試的常考點。為使學生切實掌握物理圖像的相關知識，教師應做好相關題型的總結，注重講解圖像法在高中物理教學中的應用，以進一步提升學生的解題能力及物理素養。

【關鍵詞】圖像法;高中物理;教學;應用

物理圖像可直觀、形象地揭示物理規律及物理量之間的關系，是分析物理問題的常用工具，相關題目常出現在高考中且占較高分值。然而部分學生基礎知識薄弱，對圖像理解不深入，不會應用圖像法解題，導致解題過程復雜，計算繁瑣，出錯率較高，因此，在教學實踐中，教師應注重圖像法的應用，引導學生分析相關圖像，加深學生對物理圖像的理解，使學生將其靈活應用到解題中。

一、提高學生圖像法解題意識

學生對物理圖像并不陌生，學習中時常遇到，包括速速—時間、速度—位移、力—時間圖像等，并會分析一些常見圖像，但是卻很少運用圖像法解物理試題，其原因在于：一方面，圖像法是對題干各種物理量關系的概括，難度較大，很多學生面對題目不知道如何作圖;另一方面，學生使用圖像法解題的意識薄弱，多數學生傾向于用物理公式解題，對一些題目而言，使用物理公式雖能解答出來，但計算步驟復雜，解題效率不高。因此，在教學實踐中，教師應注重提高學生利用圖像法解答物理試題的意識，通過講解相關題目，使學生意識到圖像法解題的便利及優勢。

例1：如圖1，兩等高、總長度相等的光滑斜面頂端各固定形狀、重量、材質相同的a、b小球。某一刻小球從頂端由靜止釋放，不考慮小球轉折處的能量損失，則下列說法正確的是（ ）。

A.兩小球同時落地? ? ?B.b球先落地

C.兩球落地時速率相等? ?D.a求先落地

分析：該題目看似簡單，但仍需認真分析才能得出正確結果。經分析，由動能定理可知，小球到達斜面底部時，重力做的功相同，即小球擁有的速率相同，C項正確。但很多學生不知道怎么判斷兩個小球哪個先落地，一些學生設出小球的加速度進行分析，雖然能夠分析出來，但花費時間較長。此時，教師可引導學生認真分析小球運動過程，畫出兩個小球的運動圖像，如圖2，由圖2可清晰看出b求落地時的時間較短，因此，b球先落地，B項正確。運用圖像法解答物理題目，簡單明了，計算少、正確率高。

二、加強對學生圖像法解題的訓練

圖像法解題可簡化解題過程，使學生迅速、正確解題。但圖像法解題對學生的綜合素質要求較高，既要深刻理解物理試題創設的情景，又要清晰認識物體在各階段的運動過程及物理量的變化，因此，為使學生掌握圖像法解題的技巧，教學實踐中，教師一方面，注重收集一些典型例題，對學生進行針對性訓練;另一方面，傳授應用圖像法解題的技巧，即認真審題，明確研究的過程，合理選取研究對象，將物體在每個運動環節的運動情景搞清楚、弄明白。

例2：如圖3，A、B物塊的質量相等，中間相連于一輕質彈簧，B的長度足夠長。系統處在光滑的水平面上，不計所有摩擦力。彈簧最初處于原長狀態，運動期間彈簧均在彈性限度內。給物塊A施加一個水平恒力。A、B從靜止開始到第一次速度相等的過程中，下列說法正確的是（ ）。

A.當A、B具有相同加速度時，系統具有最大的機械能

B. 當A、B具有相同加速度時，A、B之間具有最大速度差

C.當A、B具有相等速度時，A的速度達到最大

D.當A、B具有相等速度時，彈簧具有最大的彈性勢能

根據圖像不難看出，A、B具有相同加速度時，機械能并不是最大，但兩者具有的速度差最大，因此A錯、B對。運動過程中A的速速不斷增加，但加速度逐漸減小，當A、B達到相同速度時，速速達到最大，C正確。圖像圍城的面積為A、B的位移差，即，彈簧被拉伸的長度，可知當A、B具有相同速度時，彈簧具有的彈性勢能最大。

利用圖像法解答高中物理試題，可以清晰觀察到運動物體物理量的變化，加深學生對題目情景的理解，迅速對答案進行判斷。

三、提升學生圖像法解題技能

為使學生靈活應用圖像法解答物理試題，提高學生的解題能力，教學實踐中，教師應總結、展示一些經典物理試題，鼓勵學生運用圖像法進行解題。同時，為增強學生的自信心，教師應走下講臺，了解學生的作圖情況，及時給與點撥。實踐表明，當學生得出正確答案時，成就感油然而生，遇到相關物理試題時，便首先考慮使用圖像法進行解答。

例3：一物體停放在光滑水平面上，向物體施加水平恒力甲，作用一段時間后，換成相反方向的水平恒力乙。當甲、乙具有相同的作用時間時，物體剛好到達原點，不過物體的動能為32J。求物體運動過程中，甲、乙分別做功多少？

分析：該題目創設的情景并不復雜，但給出的已知量較少，且涉及運動、力、功能關系等諸多知識點，難度較大。不少學生設參求解，列出的公式較多，計算繁瑣。事實上，采用圖像法進行求解可獲得事半功倍的解題效果。根據對題目的分析，做出物體的速度-時間圖像，如圖5所示。物體的位移是速度圖線和時間軸圍成的面積。因為物體的位移為零，表示在圖像上為：△OAE的面積和△EBC的面積相等。另外，由幾何知識可知，△ADC的面積和△ADB的面積相等，顯然△OAB和△DCB的面積相等。

采用圖像法解答該題目，可以看出解題過程及計算均較為簡單。通過該題目的講解對提升學生的解題能力具有積極的促進意義。

四、結論

高中物理知識點多，試題類型復雜多變，提高學生的解題能力一直是任課教師討論的重要話題。圖像法是一種重要的解題方法，可簡化計算，降低解題難度，提高解題效率，因此，教師應注重圖像法的應用講解。本文通過研究得出的結論有：

1.圖像法解題對學生的綜合素質要求較高，一方面，教師應深刻、透徹講解一些基礎知識，使學生對物理概念、定理有全面、深入的理解;另一方面，對常見物理圖像進行分析，不斷提高學生的讀圖能力，為學生更好的應用圖像法解題奠定基礎。

2.在高中物理教學中，教師一方面講解一些例題，培養學生運用圖像法解題的意識，使學生認識到圖像法解題的優點;另一方面，為使學生運用圖像法靈活解答各類物理試題，教師還應多對學生進行訓練，使學生掌握圖形法應用技巧及注意事項。同時，教師還應講解一些新穎題目，不斷提升學生應用圖像法解題的能力。

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