高中物理图象法解题的应用

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在高中物理中，图象法开辟了新的解题途径，为教师和学生提供了更加快捷的解题思路，它将数学和物理有机的结合起来，着重培养学生的思维能力，是一种行之有效的科学方法，成为物理教学中，非常重要的一种解题方法.它能够直观的体现不同物理量之间的变化的函数关系，并且非常形象的描述物理规律，展现其变化的整个过程.具有灵活多样及清晰明了的特点，进一步拓展了学生横向及纵向思维的深度及广度，避免了学习过程中的盲目性和主观随意性.因此在课堂学习中，学生必须要掌握和灵活运用这种图象解题法，可以为节省时间加快解题速度，起到事半功倍的作用.

高中物理教材涵盖了力学、光学、电学、热学等各个领域，包含各种各样的实物图象，力学图示有：波形图、振动、速度图象以及位移图象；光学图象中有光路图；电学图象包括：交变电流、磁场线、电场线；热学图象包括：等温、等容图象.这些图象利用数学手段，将实物抽象化，能直观和生动的体现物理学的规律，在课堂学习中，在文字和公式的基础上，通过“看图说话”的讲解方式，更便于学生深入理解和掌握物理学的知识，训练学生快速的解题方式，帮助学生形成良好的解题习惯，进一步提高和完善高中物理教学质量，改进课堂教学方法，达到事半功倍的成效.

1 利用图象法，巧妙的解决力学问题

例1 在一物体的直线运动中，前进了t时间，路程是s.运行到s2处，速度是v1，处于t2时，速度是v2，则对比v1、v2的关系是

A.在物体作匀速直线运动时，v1=v2

B.在物体作匀减速直线运动时，v1

C.在物体作匀加速直线运动时，v1>v2

D.在物体作匀减速直线运动时，v1>v2

解析 根据题意，在物体作匀速直线运动时，无论是在何种位置，处于何种时刻，速度都是相等的，可见答案A是正确的；而当物体作匀变速直线运动时，利用运动规律求解相当复杂和繁冗，如果做出下面的v—t关系图线来体现物体的运动：

则由图象可以清晰的判断出时间和位移的中点与速度的对应关系.根据图2示得出如下结论：在物体做匀加速和匀减速直线运动中，速度v1大于v2，所以正确答案应该是A、C、D.在v—t图线中，图线下面的面积代表位移，斜率代表加速度的方向和大小.利用这个图象来研究运动学，是相当方便和简单的.

2 变力做功及变力冲量的求解

采用F—x图象求解，是变力做功的求解方式之一.

如图3：一物体放在固定斜面上，其右端与轻质弹簧连接，弹簧的劲度系数用k表示，以作用力F沿斜面向上的方向拉弹簧的右侧，当移动10 cm时，物体开始滑动，持续的拉动弹簧，求：当物移0.4 m时，拉力功率是多少？ （k=400 N/m）

解析 根据胡克定律F=kx判断，弹簧弹力和形变量之间成正比例.这个物理过程可以分为两个阶段来看：在第一阶段中，在物体保持不动的前提下，弹簧是随着作用点的位移而逐渐延长的，弹力呈线性变化；在第二阶段中，在物体的拉动过程中，拉力等同于恒力.从这两个过程来对F—x图象进行分析和判断，可以解出拉力的P=18 W.如果在方向保持不变的情况下的变力冲量，利用图象F—t中的“面积”，来对图象F—x中的“面积”进行求解，得出结论：功是力在位移上的累积.而在图象F—t中，“面积”所表征的冲量是力在时间上的累积，通过这两个图形，可以直观的体现和掌握功和冲量的物 理内涵.

3 利用图象法，巧妙的解决电学问题

方法 用图象U—I代表部分电路图.用图象的斜率来表示欧姆定律中导体的电阻U/I.

一个白炽灯泡，其标注为“220 V 60 W”.在电压由零向220 V增加的过程中，下列电压U和电流I变化关系所示错误的图形线是

在灯泡的发热过程中，灯丝的温度也会逐渐上升，灯泡的电阻将随着灯丝电阻率的不断增加而增加，斜率是不断增加的.因此在图线U—I中，只有答案B是正确的，其余都是错误的.

教师在实际教学中，一定要经常的训练学生采用图象法来进行解题.通过图象法和解析法的对照比较，让学生深入理解图象法的种种玄妙，调动学生的思维能力，通过图象法的直观性，来对物理课中的难题和边缘问题进行分析和解答，培养学生用图象法解题的习惯，清晰的构建物理模型，找到解题的最佳途径.在解析法的基础上，将数形有机的结合起来，并有效加以利用，以此提升学生解决物理问题的能力.

结语 在物理解题的过程中，利用物理量的变量做函数关系图，根据图形的面积来求解另一个物理量，这样的解题方式类似于高等数学的积分.对于高中生而言，这样的解题方法可以极好的锻炼形象思维能力，同时也能快速、有效的找到解题方法，培养了解题能力.