高中物理“圖像法”解題技巧總結

◆張萬武

(河南省駐馬店高中)

圖像法是描述物理規律的一種方法，在解答物理問題中應用圖像法，我們能夠準確理解圖像的物理意義，針對問題尋找突破點。從應用效果來看，應用圖像法解答物理問題是一種行之有效的方法，具備明顯的優勢。因此，我們需要提高對它的重視。

一、高中物理圖像法概述

在高中物理知識中應用圖像法解答問題的案例有許多中，具備較強的實用性。如我們在學習電場線描述電場這一知識時，其作為一種特殊形式的電場，我們很難使用常規語言去形容它，對我們而言是一種挑戰。但是萬物皆有屬性，雖然我們不能使用精準的語言去闡述物質的本質，卻可以利用圖像清晰找到問題的突破口，將晦澀難懂的問題轉換成具體形象的物理關系，在理清多種變量后，我們即可輕易解答問題。

圖像法對于我們而言，不僅僅是一種輔助學習的工具，更是一種提高解題效率與質量的方法。在解答物理問題時應用圖像法，能夠清晰觀察到物理量的變化過程，解題思路變清晰的基礎上，節省了大量的解題時間。在學習物理知識過程中，我們會接觸到許多形式的物理圖像，如布局圖、結構圖、示意圖、運行圖、電路圖、狀態圖、光路圖等。在解答物理問題時，我們需要依據問題條件，選擇不同的圖像，合理轉換物理變量，分析其中的變化過程，最終求出結果。

二、高中物理圖像法解題技巧

其一，做到熟悉多種物理圖像；其二，正確解讀物理圖像的真實意圖；其三，弄清楚物理圖像中橫縱的物理含義，明確圖像中的斜率、面積及極值點，優先確定圖像起始點，隨后判讀相關條件；其四，依據物理量的運動過程，準確畫出物理圖像。其五，依據物理問題，梳理物理量間的函數關系式，從而準確解決問題。需要注意的是，并不是所有的問題都適合使用圖像法解決，需要考慮多項因素后，選擇是否應用。

三、高中物理“圖像法”解題類型

1.勻變速運動的圖像

物理圖像作為數與形相結合的產物，使具體與抽象想結合的體現，其能夠直觀、生動的展現兩個物理量間的關系，清晰闡述物理過程，對學生解答物理問題而言具有幫助。

例1：圖所示，為甲乙兩物體在同一直線上運動的位置坐標隨x隨時間t變化的圖像，已知甲做勻變速直線運動，乙做勻速直線運動，則在0～t2時間內，下列說法正確的是( )。

A.甲做勻減速直線運動

B.乙做變速直線運動

C.0～t1兩物體平均速度大小相等

D.兩物體的運動方向相反

解：A.根據位移圖像的斜率等于速度，知甲沿負方向做勻速直線運動，故A錯誤；B.乙圖像切線的斜率不斷增大，說明乙的速度不斷增大，做變速直線運動，故B正確；C.根據坐標的變化量等于位移，則知，0﹣t1兩物體位移大小不等，方向相反，所以平均速度不等，故C錯誤；D.根據位移圖像的斜率等于速度可知，甲的速度為負，乙的速度為正，即兩物體的運動方向相反，故D正確。故選：B、D。

2.振動圖像與波動圖像

在解答有關振動圖像與波動圖像的問題時，首先，我們要準確判定圖像中哪一個是波動圖像，哪一個是振動圖像，關鍵在于周期與振幅；其次，在確定圖像后，選中振動圖像準確找到對應波動圖像中的質點，質點所在的位置就是波動圖像的具體時刻；最后，從振動圖像中找出該質點在波動圖像中的那一時刻的振動方向，然后再確定波的傳播方向及其他問題。

3.力學方面

當前，描述物理量的方法有許多種，圖像法是一種常見的方法。力學中涉及到圖像問題的內容比較多，我們能夠借助圖像收集關鍵信息，提取問題中涉及到的函數關系巧妙解答問題，能夠有效節省我們的學習時間。需要注意的是，各段時間內對應的位移等于此段時間內圖線與坐標軸包圍的面積，全程的位移則是時間軸上方與下方圖線所圍面積的差。

例2：研究表明，一般人的剎車反應時間(即圖甲中“反應過程”所用時間)t0=0.4s，但飲酒會導致反應時間延長。在某次試驗中，志愿者少量飲酒后駕車以v0=72km/h的速度在試驗場的水平路面上勻速行駛，從發現情況到汽車停止，行駛距離L=39m。減速過程中汽車位移s與速度v的關系曲線如圖乙所示，此過程可視為勻變速直線運動。取重力加速度的大小g=10m/s2。求：

(1)減速過程汽車加速度的大小及所用時間；

(2)飲酒使志愿者的反應時間比一般人增加了多少;

(3)減速過程汽車對志愿者作用力的大小與志愿者重力大小的比值。

4.電磁感應方面

通過總結物理問題我們能夠得知，電磁感應的圖像問題較為多變，有時是依據電磁感應現象發生的過程，確定圖像的正確性與否，有時是依據不同的圖像進行計算。圖像問題既可以結合法拉第電磁感應定律，又可以結合右手定制、安培定制，對于我們而言有一定難度。通常情況下，我們在解答圖像問題時，首先精準判定圖像的類型，并解讀電磁感應的具體過程；其次，依據問題設定情況，選擇適當的物理對應關系，找尋圖像中的對應位置；最后，依據所學知識計算多個數值，從而求解問題。

以下圖為例，通過觀察我們能夠看出圖(a)中的線框繞E點轉動，通過線框的磁通量都沒變化，所以線框中沒有感應電流．在轉動的過程中每條邊都在做切割磁感線運動，則每條邊都相當于電源，根據右手定則，可以判斷出電源的正負極，知C點比F點高U，D點也比F點高U。所以C、D兩點電勢相等；此外，圖(b)中的線框向右平動，通過線框的磁通量都沒變化，所以線框中沒有感應電流．在平動的過程中CE邊、DF邊在做切割磁感線運動，則兩條邊相當于電源，根據右手定則，可以判斷出電源的正負極，F點比D點電勢高，C點和F點相等，所以C點電勢比D點電勢高。

例3：如圖所示，在PQ、QR區域中存在著磁感應強度大小相等、方向相反的勻強磁場，磁場方向均垂直于紙面。一導線框abcdefa位于紙面內，框的鄰邊都相互垂直，bc邊與磁場的邊界P重合，導線框與磁場區域的尺寸如圖所示。從t=0時刻開始，線框勻速橫穿兩個磁場區域。以a→b→c→d→e→f為線框中的電動勢e的正方向，以下四個e-t關系示意圖中正確的是( )。

四、結束語

綜上所述，在解答物理問題時，我們需要巧用圖像法將多種難以理解的物理過程轉換成形象生動的物理圖像，將抽象的代數關系轉換成幾何關系，以此降低解題難度，無形中提高我們的解題能力。