充分发挥图像在物理教学中的作用

姜乃辉

（辽宁省新闻出版学校 辽宁沈阳 110032）



充分发挥图像在物理教学中的作用

姜乃辉

（辽宁省新闻出版学校 辽宁沈阳 110032）

摘 要：物理中的图像法就是根据题意把抽象复杂的物理过程有针对性地运用数学图像来描述两个物理量之间的关系，直观形象地展示物理规律的一种解题方法。用图像来描述两个物理量之间的关系是物理学中常用的工具。也是一种简洁的物理语言，图像除了能直接表明其变化特点，提供直观、清晰的物理图景外，还常能表示其他物理量的变化情况。充分利用图像带来的信息，是求解物理问题的一种有效方法。

关键词：物理图像 直观 有效

运用物理图像法分析解答问题直观、形象、简捷，经常能取到意想不到的效果。这种方法在启迪学生思维、提高学生解题技能和运算速度上都有很大帮助。一个物理图像所传达的物理信息是非常丰富的，识别图像所表示的物理意义，从图像中获取信息挖掘条件，利用图像所表达的信息，结合我们所掌握的物理知识，做出相关分析和判断，是解决物理问题的有效方法。［1］

一、图像的转译

不论是解图象问题或利用图象求解物理问题，都要求：

1.认识坐标轴的意义（包括其正、负号的意义），这是认识图象的开始，是区别图象性质的关键。

2.会写出图象所表示的函数（如：正比例函数、一次函数、二次函数等），会画出已知函数的图象，这是解答图象问题或利用图象求解物理问题的关键。

3.清楚图象斜率的意义。

4.知道图象在坐标轴上截距的意义。

5.理解图线下所围“面积”的意义。

全面理解物理图象的意义，熟练应用图象处理物理问题，是学生应该掌握的一个基本技能。［2］

二、具体举例说明如下：

例1、 某物体从静止开始匀加速直线运动，一段时间后做匀速直线运动直至停止，已知物体共用时间10s，总位移为20m，求物体在运动过程中的最大速度。

图1

图2

图3

例2、如图2所示，两个光滑斜面的总长度相等、高度也相等，两小球分别由静止从顶端下滑，若小球在图中转折点无能量损耗，则（ ）

A.两球同时落地 B.b球先落地 C.a球先落地 D.无法确定

解析：若用公式求解此题很繁琐，应用v-t图分析较简单（这里的v是速率，曲线下的面积表示路程s）。v-t图线如图3所示：b球下滑的加速度开始大于a球，则斜率较大，后来的加速度小于a球。因为下落高度相等，机械能守恒，所以最终速度相等；即曲线末端在同一水平线上。因为路程相等，所以图线所围的面积相等。不难看出， tb ＜ ta 所以b球先落地。

从图像的四个层次来看它的应用：

“点”：物理图像上的“点”代表某一物理状态。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：截距点、交点、极值点、拐点等等。

“线”：主要指图像的直线或曲线的切线，其斜率通常具有明确的物理意义。物理图像的斜率代表两个物理量之比值，其大小往往代表另一物理量的值。

“面”：图线与坐标轴所围的面积，有些物理图像的图线与坐标轴所围的面积的值常代表另一物理量的大小。

“形”：图像的形状结合其斜率找出其中隐藏的物理意义。

在解决问题的过程中应提倡其它方法和图像法的有机结合，这是因为它们都可以用来描述物理变化的规律，各种形式之间是可以相互补充相互转化的。［3］

参考文献：

［1］普通高中课程标准实验教科书.物理（必修2）.北京.人民教育出版社.2005.

［2］赵文军.建图在物理习题教学中的作用.中学物理教学参考.2000. 5.

［3］周正龙.图像法在物理实验中的应用.实验教学与仪器.2004.