不同的方法折射出不同的物理思维角度——以2014年江苏高考单选题（5）为例

王 华

（泰州市教育局教研室，江苏 泰州 225300）

物理图像是一种直观描述物理量之间的关系，反映研究对象状态变化过程，从而揭示物理规律的一种常用方法.在中学物理教学中常见的有描述物体运动的x-t图像、v-t图像、电容器放电时的I-t图像、有描述电容器带电荷量与极板间电压的Q-U图像、弹簧弹力和形变量关系的F-x图像、导体伏安特性的I-U图像、闭合电路中路端电压和干路电流关系的U-I图像、分子间作用力与分子间距离关系的F-r图像、理想气体等温变化的p-V图像等等.运用图像可从不同的角度、不同层次考查学生的物理知识，涉及的知识面广，有较强的灵活性和综合性，能充分反应学生的相关能力.

原题.（2014年江苏高考第5题）一汽车从静止开始做匀加速直线运动，然后刹车做匀减速直线运动，直到停止.下列速度v和位移x的关系图像中，能描述该过程的是

图1

匀变速运动的图像一般是反映物理量随时间变化的过程，该题不落俗套，巧妙构思，用定性描述速度与位移关系的v-x图像来反映匀变速运动过程，笔者认为本题对考察考生对物理概念本质意义的理解、匀变速直线物体运动过程的特点等以及对考生思维的发散性和灵动性富有启发，值得探究.下面就该题谈谈几种分析方法.

设匀加速过程物体加速度为a1（a1＞0），最大位移为x0，最大速度为vm，匀减速过程物体加速度为－a2（a2＞0）.

1 从物体运动的逆过程分析

（1）匀加速阶段的图像.

图2

（2）匀减速阶段的图像.

逆过程分析的思维基础是物理现象中一些逆过程具有一定的“等效性”，如匀变速运动过程的逆过程、反射和折射现象中光路可逆现象、机械能守恒过程中动能和势能的转化等.此类问题如按常规思维从正面入手求解，有时会有一定难度，若改变思考问题的角度，从逆过程分析方法去思考，特别是逆过程有一定的特殊性的时候，如该逆过程物体初速度为0，则可能会使问题简化.在中学物理教学中重视逆过程分析有助于学生从多角度分析问题，化繁为简，培养学生思维的灵活性和创造性.

2 从图像的变化率分析

图3

图4

图5

这种思维的基础是借助于匀变速运动速度变化的特点，充分挖掘图像所蕴藏的物理内涵，结合v-x图像曲线上各点切线斜率的物理意义进行分析，充分体现了将图像和运动过程密切结合的物理思维方法，不失为一种由表及里的物理思维过程.

3 从函数图像的平移分析

这种思维方法要求学生扎实的数学功底和较强的运用数学知识分析物理问题的能力，体现了物理研究方法的数学基础和严密性.

图6

4 从坐标自变量的角度结合物理过程分析

图7

图8

这种思维方法体现了从变换自变量与函数的思维角度出发理解物理量之间变化特征的一种创新能力.

可见，解决本题的方法多样，不同的方法折射出物理思维不同的出发点，应用数学知识解决物理问题的能力表现得淋漓尽致，这有利于促进在教学过程中引导学生从形到质地认识图像本质，包括对图像中的点、线（包括线在坐标轴上的截距、直线或曲线在各点切线的斜率等）、面所表示的物理意义的分析，从而对中学物理的图像教学有着积极的引导作用，是一道有着丰富内涵的图像题.