试论图像法在高中物理教学中的应用

朱海涛

【摘 要】高中物理涉及较多图像，对学生的读图能力、分析问题的能力要求较高，是各类测试的常考点。为使学生切实掌握物理图像的相关知识，教师应做好相关题型的总结，注重讲解图像法在高中物理教学中的应用，以进一步提升学生的解题能力及物理素养。

【关键词】图像法;高中物理;教学;应用

物理图像可直观、形象地揭示物理规律及物理量之间的关系，是分析物理问题的常用工具，相关题目常出现在高考中且占较高分值。然而部分学生基础知识薄弱，对图像理解不深入，不会应用图像法解题，导致解题过程复杂，计算繁琐，出错率较高，因此，在教学实践中，教师应注重图像法的应用，引导学生分析相关图像，加深学生对物理图像的理解，使学生将其灵活应用到解题中。

一、提高学生图像法解题意识

学生对物理图像并不陌生，学习中时常遇到，包括速速—时间、速度—位移、力—时间图像等，并会分析一些常见图像，但是却很少运用图像法解物理试题，其原因在于：一方面，图像法是对题干各种物理量关系的概括，难度较大，很多学生面对题目不知道如何作图;另一方面，学生使用图像法解题的意识薄弱，多数学生倾向于用物理公式解题，对一些题目而言，使用物理公式虽能解答出来，但计算步骤复杂，解题效率不高。因此，在教学实践中，教师应注重提高学生利用图像法解答物理试题的意识，通过讲解相关题目，使学生意识到图像法解题的便利及优势。

例1：如图1，两等高、总长度相等的光滑斜面顶端各固定形状、重量、材质相同的a、b小球。某一刻小球从顶端由静止释放，不考虑小球转折处的能量损失，则下列说法正确的是（ ）。

A.两小球同时落地     B.b球先落地

C.两球落地时速率相等   D.a求先落地

分析：该题目看似简单，但仍需认真分析才能得出正确结果。经分析，由动能定理可知，小球到达斜面底部时，重力做的功相同，即小球拥有的速率相同，C项正确。但很多学生不知道怎么判断两个小球哪个先落地，一些学生设出小球的加速度进行分析，虽然能够分析出来，但花费时间较长。此时，教师可引导学生认真分析小球运动过程，画出两个小球的运动图像，如图2，由图2可清晰看出b求落地时的时间较短，因此，b球先落地，B项正确。运用图像法解答物理题目，简单明了，计算少、正确率高。

二、加强对学生图像法解题的训练

图像法解题可简化解题过程，使学生迅速、正确解题。但图像法解题对学生的综合素质要求较高，既要深刻理解物理试题创设的情景，又要清晰认识物体在各阶段的运动过程及物理量的变化，因此，为使学生掌握图像法解题的技巧，教学实践中，教师一方面，注重收集一些典型例题，对学生进行针对性训练;另一方面，傳授应用图像法解题的技巧，即认真审题，明确研究的过程，合理选取研究对象，将物体在每个运动环节的运动情景搞清楚、弄明白。

例2：如图3，A、B物块的质量相等，中间相连于一轻质弹簧，B的长度足够长。系统处在光滑的水平面上，不计所有摩擦力。弹簧最初处于原长状态，运动期间弹簧均在弹性限度内。给物块A施加一个水平恒力。A、B从静止开始到第一次速度相等的过程中，下列说法正确的是（ ）。

A.当A、B具有相同加速度时，系统具有最大的机械能

B. 当A、B具有相同加速度时，A、B之间具有最大速度差

C.当A、B具有相等速度时，A的速度达到最大

D.当A、B具有相等速度时，弹簧具有最大的弹性势能

根据图像不难看出，A、B具有相同加速度时，机械能并不是最大，但两者具有的速度差最大，因此A错、B对。运动过程中A的速速不断增加，但加速度逐渐减小，当A、B达到相同速度时，速速达到最大，C正确。图像围城的面积为A、B的位移差，即，弹簧被拉伸的长度，可知当A、B具有相同速度时，弹簧具有的弹性势能最大。

利用图像法解答高中物理试题，可以清晰观察到运动物体物理量的变化，加深学生对题目情景的理解，迅速对答案进行判断。

三、提升学生图像法解题技能

为使学生灵活应用图像法解答物理试题，提高学生的解题能力，教学实践中，教师应总结、展示一些经典物理试题，鼓励学生运用图像法进行解题。同时，为增强学生的自信心，教师应走下讲台，了解学生的作图情况，及时给与点拨。实践表明，当学生得出正确答案时，成就感油然而生，遇到相关物理试题时，便首先考虑使用图像法进行解答。

例3：一物体停放在光滑水平面上，向物体施加水平恒力甲，作用一段时间后，换成相反方向的水平恒力乙。当甲、乙具有相同的作用时间时，物体刚好到达原点，不过物体的动能为32J。求物体运动过程中，甲、乙分别做功多少？

分析：该题目创设的情景并不复杂，但给出的已知量较少，且涉及运动、力、功能关系等诸多知识点，难度较大。不少学生设参求解，列出的公式较多，计算繁琐。事实上，采用图像法进行求解可获得事半功倍的解题效果。根据对题目的分析，做出物体的速度-时间图像，如图5所示。物体的位移是速度图线和时间轴围成的面积。因为物体的位移为零，表示在图像上为：△OAE的面积和△EBC的面积相等。另外，由几何知识可知，△ADC的面积和△ADB的面积相等，显然△OAB和△DCB的面积相等。

采用图像法解答该题目，可以看出解题过程及计算均较为简单。通过该题目的讲解对提升学生的解题能力具有积极的促进意义。

四、结论

高中物理知识点多，试题类型复杂多变，提高学生的解题能力一直是任课教师讨论的重要话题。图像法是一种重要的解题方法，可简化计算，降低解题难度，提高解题效率，因此，教师应注重图像法的应用讲解。本文通过研究得出的结论有：

1.图像法解题对学生的综合素质要求较高，一方面，教师应深刻、透彻讲解一些基础知识，使学生对物理概念、定理有全面、深入的理解;另一方面，对常见物理图像进行分析，不断提高学生的读图能力，为学生更好的应用图像法解题奠定基础。

2.在高中物理教学中，教师一方面讲解一些例题，培养学生运用图像法解题的意识，使学生认识到图像法解题的优点;另一方面，为使学生运用图像法灵活解答各类物理试题，教师还应多对学生进行训练，使学生掌握图形法应用技巧及注意事项。同时，教师还应讲解一些新颖题目，不断提升学生应用图像法解题的能力。

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