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1、如何培养学生理解和应用图像语言研究解决物理问题的能力物理学除了用文字表述和公式法来研究物理的概念、定义、定理和定律外，图象法也是一种研究物理的重要方法。所谓图像法，就是利用图像本身数学特征、所反映的物理意义解决物理问题（已知图像找出物理量间的函数关系） ，明确物理量之间的函数关系，作出物理图像来解决问题。用图像法解题，往往比其它数学方法更简捷、形象和直观。图象法要求学生能做到三会：（1）会识图：认识图象，理解图象的物理意义；（2）会做图：依据物理现象、物理过程、物理规律作出图象，且能对图象变形或转换；（3）会用图：能用图象分析。一图象问题解题思路物理图象图型是描述和解决物理问题的重要手段之一，
2、若巧妙运用, 可快速解决实际问题，有些题目用常规方法来解，相当繁琐，若能结合图象图型，往往能起到化难为易的奇效。下面是图象问题解题思路：1.从图象中获取有效信息，把握物理量间的依赖关系。2.由图象展现物理情境，找准各段图线对应的物理过程，挖掘“起点、终点、拐点”等隐含条件。如由 s-t 图象和 v-t 图象判断物体的运动情况。3.由提供的物理情境画相应的图象，利用物理图象，增强对物理过程的理解，再对物理过程进行定性分析。4.对图像进行转换。实验，用图象描述复杂的物理过程，用图象法来解决物理问题.二典型例题1.判断物体的运动情况例 1：如图所示，是从一辆在水平公路上行驶着的汽车后方拍摄的汽车后轮
3、照片。从照片来看，汽车此时正在 ( ) A直线前进 B向右转弯C向左转弯 D不能判断解析：本题是考查学生知识和能力的一道好题，体现新课改大背景下，物理高考的命题方向，是高考的热点。从汽车后方拍摄的后轮照片从图 2 上可以看到汽车的后轮发生变形，汽车不是正在直线前进，而是正在转弯，根据惯性、圆周运动和摩擦力知识，可判断出地面给车轮的静摩擦力水平向左，所以汽车此时正在向左转弯，应选择答案 C。点拨：本题是注重知识与能力的双重体现，是“起点高而落点低”的应用型试题，预测今后高考在这方面会有突破。2.Ft 图像例2（2008年天津）一个静止的质点，在04s时间内受到力F的作用，力的方向始终在同一直线上
4、，力F随时间t的变化如图所示，则质点在（）A第2s末速度改变方向B第2s末位移改变方向C第4s末回到原出发点D第4s末运动速度为零答案：D解析：这是一个物体的受力和时间关系的图像，从图像可以看出在前两秒力的方向和运动的方向相同，物体经历了一个加速度逐渐增大的加速运动和加速度逐渐减小的加速运动，2 少末速度达到最大，从 2 秒末开始到 4 秒末运动的方向没有发生改变而力的方向发生了改变与运动的方向相反，物体又经历了一个加速度逐渐增大的减速运动和加速度逐渐减小的减速的和前 2 秒运动相反的运动情况，4 秒末速度为零，物体的位移达到最大，所以 D 正确。3.Vt 图像问题问题例 3（2008 年广东
5、）某人骑自行车在平直道路上行进，图中的实线记录了自行车开始一段时间内的 v-t 图象，某同学为了简化计算，用虚线作近似处理，下列说法正确的是（）A在 t1时刻，虚线反映的加速度比实际的大B在 0 t1时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大C在 t1-t-2时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大D在 t3-t-4时间内，虚线反映的是匀速运动答案：BD解析：在 v-t 图线中，图线上某点的斜率反映的是该点加速度的大小，t 1时刻虚线的斜率较小，实线的斜率较大。而 v-t 图线中所围成的“面积”就是对应那个过程的位移，求出了位移的大小也就知道了平均速度的大小，选项 BD 是正确的。误区警示：在分
6、析图线时一定要注意观察纵横坐标的物理意义，不能就看图线的模样，分析图线斜率、截距、面积所代表的物理意义。另例;如图示为两个光滑的斜面，高相同，右边由两部分组成，且 AB+BC=AD。两小球 a、b 分别从A 点沿两侧斜面由静止滑下，不计转折处的能量损失。哪一边的小球现滑到斜面底部？解析：可以利用 v-t 图象(这里的 v 是速率，曲线下的面积表示路程 s)定性地进行比较。在同一个 v-t 图象中做出 p、 q 的速率图线，显然开始时 q 的加速度较大，斜率较大；由于机械能守恒，末速率相同，即曲线末端在同一水平图线上。为使路程相同（曲线和横轴所围的面积相同） ，显然 q 用的时间较少。此题用图象
7、法就非常直观、简洁，若采用公式法就非常麻烦了。4.判断物理量的变化例 4、在轻绳的两端各栓一个小球，一人用手拿者上端的小球站在 5 层楼阳台上，放手后让小球自由下落，两小球相继落地的时间差为 T，如果站在 6 层楼的阳台上，同样放手让小球自由下落，则两小球相继落地时间差将（ ）A .不变 B. 变大 C. 变小 D .无法判断解析： v-t 图象是高中物理是的 II 要求，是解决物理方法之一，是高考的热点。正确选项应是 C。两小球都是自由落vtop qvtq tp体运动，可在 v-t 图象中作出速度随时间的关系曲线，如图所示，设人在 5 楼阳台上释放小球后，两球落地时间差为 t1，图中阴影部分
8、面积为 h，若人在 6 楼阳台上释放小球后，两球落地时间差 t2，要保证阴影部分面积也是 h；从图中可以看出一定有 t2 t1。所以，两小球相继落地时间差将变小。5.新式游标卡尺测量长度问题例 5 有一种新式游标卡尺，游标尺的刻度与传统的旧式游标尺明显不同，新式游标尺的刻度有 10 分度、20 分度、50 分度三种规格，新式游标卡尺也有相应的三种，但刻度却是：19等分成 10 份、39等分成 20 份、99等分成 50 份。以“39等分成 20 份”的新式游标卡尺为例，它的精度是。用新式游标卡尺测量某一物体的厚度，测量时游标的示数如图所示，其读数是。解析：用新式游标卡尺测量长度，能较好考查学生
9、活学活用。新式游标卡尺的测量原理和传统的游标卡尺相同，新式 20 分度游标卡尺其游标尺上 20 个分度只有39mm，比主尺上的 40 个分度短 1mm，它的测量精确度是： m05. 21，用它测得物体厚度为：m25.31 0.531m注意：使用游标卡尺测量长度不能估读点拨：灵活应用所学知识去解决测量物体长度实际问题，培养学生能力，是本题的出发点。6以纸带为纽带测物体速度和加速度的问题例 6.在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图 1 所示，并在其上取了 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G 7 个计数点，每相邻两个计数点间还有 4 个点图中没有画出，电
10、火花计时器接 220V、 50Hz 交流电源他经过测量并计算得到电火花计时器在打 B、 C、 D、 E、 F 各点时物体的瞬时速度如下表：（1）设电火花计时器的周期为 T，计算 vF的公式为 vF_；（2）根据（1）中得到的数据，以 A 点对应的时刻为 t0，试在图 2 所示的坐标系中合理选择好标度，作出 v t 图象，利用该图象求物体的加速度 a m/s 2； （3）当时电网中交变电流的频率变为 60Hz 电压变为 210V，那么做实验的这个同学测得的物体加速度的测量值与实际值相比 _（选填：“偏大” 、 “偏小”或“不变” ） 。解析：本题是以纸带为纽带测物体速度和加速度的问题.（1）根据
11、匀变速直线运动规律， F 点的速度应等于 E、 G 间的平均速度，所以得： TdvF1046（2）通过描点作出如图所示的 v t 图象，图线的斜率表示物体的加速度，大小是： 41.02.4086.tam/s2（3）由实验原理知，如果当时电网中交变电流的电压变成 210V，但因频率不变，周期不变，即便做实验的同学不知道，那么加速度的测量值没有影响点拨：这道题主要考查对匀变速直线运动的理解，匀变速直线运动的规律。在学习过程中，应着重视实验，重视概念、规律形成过程的理解，搞清知识的来龙去脉，弄清其实质，对这类问题就可迎而解。用图象法解题时，常常要把物理规律和物理图象相结合，才能真正理解图象中斜率、交点、截距和所围面积的实际物理意义；才能激发学生用图象法解决物理问题的兴趣，进而能熟练地掌握图象法的精髓，提高学生物理学科知识水平。图象法作为高中物理学习和研究的重要方法之一，学生只有掌握图象法的特点和规律，才能更好地发挥出用图象法研究和解决物理问题，才能更好地学好物理，理解物理；才能将其为学习物理带来无穷的帮助。
