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灵活应用高考中的物理图像

2016-01-08王勇

都市家教·下半月 2015年12期
关键词:斜率面积

【摘 要】介绍能直观、形象地描绘物理规律、解决物理问题的方法——图像法,从图象的“点”、“线”、“面”、“形”四层次所含物理意义入手,阐述图像法在高考物理中的重要作用和意义。

【关键词】“图像法”;斜率;截距;面积

一、高考图像题与考纲要求紧密结合

图像题历年来是高考考查的重点和热点,物理图像同时也是形象直观描述物理规律和物理过程的有力工具,在中学物理中应用十分广泛。利用“图像法”可使问题简单明了,分析思路清晰。《考试大纲》能力要求中明确指出,必要时能运用几何图形画出图像进行表达、分析。同时要求学生是有阅读图像,描述图像,运用图像,解决问题的能力。

二、高中物理涉及的物理图象

高中物理常涉及到的图像有:受力分析图、矢量合成分解图、物理过程分析图,常规函数图象有:V(速度)—t(时间)图象、S(位移)—t(时间)图象、a(加速度)—F(力)图象、a(加速度)—1/m(质量倒数)图象、振动图象、波动图象、U端(路端电压)—I(电流)图象、i(电流)—t(时间)图象、u(电压)—t(时间)图象等。从图象形状看,有直线型、正弦、余弦曲线型、双曲线型、抛物线型和其他型等;从图象的层次看,有“点”、“线”、“面”、“形”四个不同的层次。

三、图象的各个层次的物理意义

图象的物理意义主要通过“点”、“线”、“面”、“形”四个方面来体现,教学中应从这四方面入手,予以明确。

(1)物理图象中“点”的物理意义:“点”是认识图象的基础。物理图象上的“点”代表某一物理状态,它包含着该物理状态的特征和特性。从“点”着手分析时应注意从以下几个特殊“点”入手分析其物理意义。

(2)物理图象中“线”的物理意义:“线”:主要指图象的直线或曲线的切线,其斜率通常具有明确的物理意义。物理图象的斜率代表两个物理量增量之比值,其大小往往代表另一物理量值.如S—t图象的斜率为速度,V—t图象的斜率为加速度、Φ—t图象的斜率为感应电动势、U—I图象的斜率为负载的电阻等。

(3)物理图象中“面”的物理意义:“面”:是指图线与坐标轴所围的面积。有些物理图象的图线与横轴所围的面积的值常代表另一个物理量的大小。学习图象时,有意识地利用求面积的方法,计算有关问题,可使有些物理问题的解答变得简便,如V—t图象中所围面积代表位移,F—S图象中所围面积为力做的功,P—V图象中所围面积为气体压强做的功。

(4)物理图象中“形”的物理意义:“形”:指图象的形状。由图线的形状结合其斜率找出其中隐含的物理意义。例如在V—t图象中,如果是一条与时间轴平行的直线,说明物体做匀速直线运动;若是一条斜的直线,说明物体做匀变速直线运动;若是一条曲线,则可根据其斜率变化情况,判断加速度的变化情况。

从近几年的高考情况来看,图像在高考中出现的频率很高,高考试题中均把物理图像作为重点考查的内容。从知识点来看,高考重点有:匀变速运动图像、振动与波动图像、电场强度图像、电流电压的图像、电磁感应图像等。

从能力要求来看,主要有三个层次:看图获信息、画图找规律、用图解决问题。

四、对高考考生二轮复习建议

(1)不能从图像中获取有用信息。

(2)没有养成画图分析物理过程的习惯。

(3)作图不规范,如连折线等。

(4)不善于用图像处理实际数据得出结论,取两组数据列方程式。

(5)不会求斜率,纵坐标不从零开始经常出错。

(6)不重视图像或害怕图形题。

五、从新课标三维图标设计专题训练

1.知识:能看懂图、理解已知条件

要看懂图像的:横轴和纵轴、拐点、截距、斜率、面积

(1)横轴和纵轴所代表的物理量:明确了两个坐标轴所代表的物理量,则清楚了图像所反映的是哪两个物理量之间的对应关系。如振动图像和波动图像。

(2)图像分析时要注意图像的拐点具有的特定意义,它是两种不同变化情况的交界,即物理量变化的突变点。

(3)截距的物理意义:截距是图线与两坐标轴的交点所代表坐标数值,该数值具有一定的物理意义。伏安特性曲线图像和路端电压——电流图像的截距表示的物理意义。

(4)斜率的物理意义:如x-t图像的斜率为速度,v-t图像的斜率为加速度,U——I图像的斜率为负载的电阻等。

(5)图像中图线与坐标轴所围面积的物理意义:有些物理图像的图线与横轴所围的面积的值,它常代表另一个物理量的大小。如v-t图中,图线与t轴所夹的面积代表位移,F-S图像中图线与s轴所夹的面积代表功。F-t图像中图线与t轴所夹的面积代表冲量。i-t图像中图线与t轴所夹的面积代表电量等。

2.能力:作图训练,细心习惯也是能力的体现

(1)用图像表示物理量的大小和方向(电磁感应)。

(2)用图像比较物理量的大小(尤其是时间)。

(3)转换图像解答问题(振动和波)。

(4)用图像描述复杂的物理过程(多过程:两体两段,带电粒子)。

(5)巧用图像的面积解题(v-t、f-t、i-t图)。

(6)用图像处理实际数据(求斜率)。

总之,使学生认识图形题在高考中的重点,养成自觉读图、画图、用途的习惯,让学生感受图像的直观、简洁和美。

作者简介:

王勇(1967.2.17~),男,江西九江人,中学教师。

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