高中物理教学中图象法的应用.pdf

基础精讲高中物理教学中图象法的应用鲁锋(安徽省枞阳中学 2 4 6 7 0 0)【摘要】在高中物理学科中有着丰富的图象内容,要求学生具备较强的读图能力,并通过读图分析了解图象中的基本信息,掌握问题解题方法.因此,在高中物理教学中,教师需要转变教学内容和教学方式,引入具有代表性的题目,对图象法的应用方法进行总结,有效利用图象法,提高学生解题能力,加深物理知识的理解和掌握.本文分析图象法在高中物理教学中的应用策略.【关键词】图象法;高中物理;解题图象法指的是运用形象、直观的图形将各种现象的规律与过程表现出来,是一种较常用的解题方法,广泛适用与数学、物理与化学等科目.在高中物理解题教学中,教师可以指引学生应用图象法,借助图象形象与直观的优势,把抽象的、难以理解的物理知识变得容易与简单,使其形成更为清晰的解题思路,全力提高他们的解题速度与准确度.1 应用图象法解决相对位移问题位移属于高中物理教学的基础性内容,同以往路程这一概念相比有着明显差异,表示物体即质点的位置变化情况,由初位置到末位置的有向线段,大小同路径无关,方向由起点指向终点.在高中物理解题训练中,教师可指导学生应用图象法分析与处理相对位移类型的题目,使其把物体的位置变化通过图象的方式展示出来1.例1 把煤块放到传送带上面可以看作成一个质点,煤块与传送带之间会产生摩擦力,动摩擦因数可以假设成,两者的初始状态均为静止,如果煤块以恒定加速度a0进行加速运动,当速度达到v0后,将会以一定速度做匀速运动,煤块会在传送带上留下一定长度的痕迹,两者还会在某一位置相对静止,求此时煤块留下的痕迹长度是多长.分析 通过对题目内容的阅读能够发现,如果传送带加速度大于煤块,公式为a0=g,那么可以计算出传送带达到匀速状态花费的时间为v0a0,煤块达到与传送带相对静止状态耗费的时间为v0g.学生根据题干信息画出图象,如图1,结合图象中直线O B和折线O A B即可绘制出图象的位移,由此可以求出O A B面积的大小,煤块和传送带的位移自然也能够求出,这就是煤块在传送带上面留下的痕迹长度L,利 用 数 学 知 识 可 以 得 到L=12(v0g-v0a0)v0,整理后得到L=v20(a0g)2a0g.图12 应用图象法解决变力做功问题变力做功是高中物理较常见的一种题型,通常用到动能定理、机械能守恒定律、等效代替思想、转换成恒力做功、用平均值和微元法等知识及方法,当然也可用到图象法,图象法的主要优势是把文字叙述的题意准确的用图象表现出来.高中物理教师可以指导学生应用图象法解决变力做功类的问题,为他们思考与解答物理试题提供正确、有效的方式.例2 当铁钉进入到木板时将会遇到阻力,经过研究发现,铁钉进入木板的深度与遇到的阻力呈正比关系,现在有一枚铁钉进入木板深度的1厘米处,如果继续使用铁锤敲击这枚铁钉,并同第一次做的功相同,完成第二次敲击后,铁钉将会进入多少深度?分析 通过对题干信息的阅读与分析后画出相应的图象,设铁钉进入木板所受到的阻力是F=k x,画图时将F作为纵坐标,F方向上的位移x为横坐标,从而获得Fx图象,如图2,函数线与x轴之间的阴影部分面积即为铁钉对木板做的功,由于两次铁钉做的功一样,所以能够得到S1=S2(面积),即为12k x21=12k(x2+x1)(x2-x1),x=x2-x12 数理天地 高中版基础精讲2 0 2 3年9月下0.4 1 c m,也就是说经过第二次打击后,铁钉进入木板的深度是0.4 1厘米.图23 应用图象法解决追击碰撞问题追击碰撞问题在高中物理解题中十分常见,追击问题的主要条件是物体的位移与时间之间的关系,碰撞问题则是两个物体在同一时刻到达同一位置,此时速度相等,后面物体的速度要大于前面物体.处理高中物理中的追击碰撞问题时,教师可引导学生画出运动示意图,利用图象法发掘题目中的隐性条件,使其找准速度相等的临界状态,这是解题的切入点2.例3 有两辆相同的汽车,在水平直路上前后匀速行驶,速度都是v0,若前车突然以恒定加速度进行刹车,当前车停车的瞬间,后车也以前车刹车速度做加速度刹车,前车行驶的路程是S,要想确保这两辆汽车不会发生相撞现象,那么这两辆汽车在匀速行驶过程中所需要保持的车间距是多少?图3分析 学生通过对题干内容的阅读与研究后画出这两辆汽车的v-t图象,表示速度与时间之间的关系,如图3,线表示的为前车进行刹车时做的匀减速运动,耗费的时间为t;线表示的为后车先进行匀速运动,t时刻后进行刹车;线表示的为后车采用相同的加速度进行匀减速运动,结合图象能够求出两辆汽车在行驶中应当保持的安全车距.通过对图3中图象物理意义的阶段,能够发现前车行驶的位移就是O A t的面积,即为s,后车行驶的位移是梯形O AD C的面积,而平行四边形A t C D的面积即为两车应当保持的安全距离,通过计算大小刚好为2s.4 应用图象法解决电学方面问题在具体的高中物理解题教学实践中,电学类问题对于学生来说极为抽象,教师可以指导学生应用图象法来解答电学方面的问题,认真仔细观察图象中出现的交点、拐点等关键点,使其把握好这些特殊点,并深入分析这些交点、拐点所代表的实际含义和物理量,据此找到解题的切入点,最终助推他们快速、准确的处理高中物理中电学方面的试题.例4 如图4,直线和分别代表的是电源1和2路端电压随输出电流变化形成的特性曲线,曲线为某小灯泡的伏安特性曲线,如果将电源1与2分别同这一个小灯泡连接到一起,请判断出在这两种连接状态下小灯泡自身消耗功率之比是什么?图4分析 教师提示学生审题时注意图象中的交点,使其通过对这三曲线之间存在的的交点发现,在这两种不同的连接情况下的R1与R2阻值分别是35与56,由此得出小灯泡的电阻值之比R1R2=1 82 5,让他们据此快速得到在这两种连接状态下小灯泡自身消耗功率之比P1P2=12.如此,学生重点关注图象中的交点,借此提取出关键信息,为解题提供更多已知条件,使其简化解题过程,提高他们的解题能力.5 结语总而言之,图象法作为高中阶段在物理解题中比较常用的一种辅助性方法,能把物理问题信息内容以更为形象和直观的方式呈现出来,教师应指引学生掌握图象法的应用技巧,促使他们在最短时间内确定准确的解题思路与流程,使其通过分析与计算求出正确的答案.参考文献:1 张鑫.论图象法在高中物理教学中的应用J.文学少年,2 0 2 0(0 4):1.2 杜鹏.论图象法在高中物理教学中的应用J.家长(上半月),2 0 2 1(0 1):1 3 1-1 3 2.32 0 2 3年9月下基础精讲 数理天地 高中版