图象法在高中物理解题中的应用

陈亚星

高中物理教学过程中，会遇到很多需要运用图象构图法进行物理问题分析和解答，例如原子物理学，热、力学等多种信息的复杂物理问题.利用图象解题法，让学生在图象中找到能够解决物理问题的信息，从而使学生能够达到快速、高效的解决物理难题.合理恰当的运用图像解题法，有利于提高高中生感官能力，同时培养学生能够把图象信息转化为文字语言思维的解读能力，让学生在绘制正确图象过程中，理清解题思路，找到解题方法，随之对其相关问题进行正确解答.

图象解题法是物理语言的一种，在物理教学实践中具有多种解题优势，其主要表现文字形象化、问题直观化、解题思路简明化等方面，有助于深入理解物理概念，强化高中生在学习物理过程中解题思维能力及动手能力，培养提高学生物理学习兴趣及生活审美情趣.让图象解题法成为物理解题的首选必要条件，帮助学生更加清晰的分析物理问题，提高复杂物理问题的解题正确率，让学生能够充分理解物理相关特性，有利于学生日后有效的解决好实际生活问题.本文将根据苏教版高中物理素材教学案例，利用图象解题法进行案例分析.其主要问题和图象解题措施如下.

1. 运用图象解题法解决物理量之间的关系

一般情况下，物理问题中量与量之间都具有相互约束的存在关系，采用传统解题手段，只会增加学生的不解和困惑感，若构建合理的图象表，将物理问题中各量、数关系用图像表绘制出来，同时可根据实际情况将其转化为三维几何关系，让高中生更加直观的看出问题所在，明确解题思路，促进学生充分吸收消化物理课堂所学知识，提高解题水平，培养学习兴趣.

例题一个质量为0.4kg的铁球，此铁球以4 m/s的平均速度匀速向左移动，该铁球在移动过程，突然碰到一堵墙壁被弹回，然后继续以相同速度向右移动.

问：该铁球受到撞击后动量有没有发生改变，若改变，变量值为多少？

解如图1所示，取铁球匀速向左的方向为正方向，碰撞发生前铁球速度为υ＝4m/s，所以碰撞发生前铁球的动量是P＝mυ＝0.4×4kg·m/s＝0.8kg·m/s.经过墙壁碰撞后铁球的速度为υ′＝0.4m/s，碰撞后钢球的运动量为p′= mυ′＝-0.4×4kg·m/s＝-0.8kg·m/s.Δp＝p′-p＝-0.8kg·m/s-0.8kg·m/s＝-0.16kg·m/s.所以动量变化.

2. 运用图象解题法解决运动学问题

运动学问题是高中物理教学中必然会遇到的常见问题，与实际生活息息相关.研究一个物体的运动变化情况，首先要选取一个合适的参照物，然后按照其规定解题模式进行逐步运算，过程较为复杂繁琐.若利用图象解题法，形象的表示出物体运动规律，直观绘制出运动过程，利用图象的斜率、面积、交接点等物理知识点，进行合理的分析和计算，让运动问题简明化.

例题据图2所示，某物体从某一高度在静止状态下，沿两条光滑路径AB以及ACD同时滑落到高度相同的B点和D点.问：两条路径长度相等情况下，物体到达B点和D点的用时关系.

解根据题意绘制出图3物体运动情况，直线是物体AB间的匀速运动，曲线VfACD说明是逐渐减小的加速运动，图3同时符合物体最后速度相等，及AB和ACD与时间轴面积相等的两项要求，根据图3中所示的速度-时间图象的特点，可以快速算出AB和ACD与时间轴面积，即位移大小，由此得知AB和ACD位移相等，tACD＜tAB.

3. 运用图像解题法简化抽象的物理问题

高中物理教学中，绝大多数物理问题的解决措施都是利用综合法分析计算得出正确答案.但因其计算步骤太繁杂.图象解题法是将抽象物理问题简单化的有效解题手段.

例题一架飞机，在A同学头顶飞过，A同学看不到飞机机身，但可以听到声音同时飞机在与地平线约成60°角的A同学前上方.问：此飞机飞行速度约是声速的多少倍？

解据图4所示，先假设飞机飞过A同学头顶时，与地面距离为h，声音传到地面的时间为t，声速为v0，计算公式为h＝v0t.同时在此t时间内，假设飞机继续飞出x,飞行速度为υ，则x＝vt，两公式比较得出v∶v0＝x∶h＝cot60°＝0.58，从而飞机飞行速度大概是声速的0.58倍.

图象解题法能够更形象直观的表述出复杂繁琐抽象的物理问题，根据图象中各种物理意义的数据信息，进行合理的定性分析以及准确的定量计算.是提高高中学生物理学习效率，和学习兴趣的有效教学手段，值得在苏教版高中物理课堂教学中广泛应用及推广.

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