李允強

一、要求再現(xiàn)法

此法是以題目要求表示的物理現(xiàn)象為依據(jù),并用圖完整地表示出題目的意義.用這種方法解答作圖題的關(guān)鍵是熟悉要表示的物理現(xiàn)象的基本特征和實際意義.這類題目主要考查學(xué)生對物理知識的理解和認(rèn)識水平.

【例1】 重為10⁴N的汽車,沿斜面向上行駛,受到沿斜面向上的牽引力為5×10³N,作出這兩個力的圖示.

解:從題意可知汽車是受力物體.它受到的重力G=10⁴N,受到的牽引力F=5×10³N.若在一個圖中表示兩個力,應(yīng)取共同的標(biāo)度表示各個力的大小.若取1cm長的線段表示2.5×10³N,則力的圖示可表示為圖1所示.

說明:首先力的圖示必須能用圖表示出一個具有唯一作用效果的力,而力的作用效果決定于力的大小、方向和作用點.所以應(yīng)該明確每個力的三要素,才能準(zhǔn)確地用力的圖示表示這兩個力.同時這兩個力作用在同一物體上,必須能在圖中用線段的長短比較兩個力的大小關(guān)系.因此這兩個力必須用相同的標(biāo)度來實現(xiàn)要求.另外,力是可以平衡的,所以在保證力的作用點一定在受力物體上的基礎(chǔ)上,可以把重力作用點作為共同的受力作用點.故圖中甲和乙的表示方法都可以把題目的要求表示出來.

二、特點實證法

這種方法是把題目所展示的物理現(xiàn)象的特點為實際驗證的目的.通過計算或比較對要表示的物理問題在圖中正確地表示出來.

【例2】 利用圖2中的滑輪組恰好可以用500N的力勻速提起一個1500N的物體,滑輪組的機械效率是75%,在圖中畫出此滑輪組的繞法.

分析:該題是關(guān)于機械效率的問題,但最終解答的關(guān)鍵是知道該滑輪組中有幾段繩子承擔(dān)物重,之后才能畫出滑輪組的繞法.

解:根據(jù)η=W有/W總,(W有=Gh、W總=Fs=F?nh)

所以n=G/ηF=1500N/(75%×500N)=4.

該題中沒有要求拉力的方向,且給出了滑輪組,這種情況下一般以最少的滑輪個數(shù)設(shè)計滑輪組.

答案:如圖3甲所示,如果題中沒有給出滑輪的組[HJ1.2mm]裝,也沒有要求拉力方向,那么還可以有另一種繞線情況.答案如圖3乙所示.

三、規(guī)律法

這種方法是以題目要展現(xiàn)的物理現(xiàn)象所遵循的規(guī)律為依據(jù),靈活運用社會實踐和生活體驗,科學(xué)合理地作出能夠反映題目要求的圖.

【例3】 如圖4甲所示,太陽光與水平面成60°,要利用平面鏡使太陽光沿豎直方向照亮井底,請通過作圖確定平面鏡的位置,鏡面與水平面所成角的度數(shù)應(yīng)等于_________.

分析:此題描述的是關(guān)于光的反射問題,應(yīng)該以光的反射定律為依據(jù),作出合理的圖解.題目中已給出了光路要求,這樣就可以確定反射光線和入射之間的夾角為150°,作出反射光線和入射光線夾角的角平分線即可得到法線,而鏡面則與法線垂直,從圖解中可知各個角的關(guān)系,(運用數(shù)學(xué)的幾何證明)便可得到要求的答案.

解:如圖4乙所示,OB為射向井底的反射光線,則∠AOB=60°+90°=150°,過O點作∠AOB的角平分線ON,則∠AON=75°,∠PON=75°-60°=15°,∠MOP=90°-15°=75°,即鏡面與水平面所成的角為75°.

說明:本題畫圖與解題過程應(yīng)用的就是幾何法畫圖與解題,幾何法在光學(xué)部分尤其是作圖方面應(yīng)用比較多,畫圖的步驟是:(1)確定反射光線及反射光線與入射光線的夾角;(2)過頂點作這個角的角平分線ON(即法線);(3)過O點作ON的垂線即為鏡面位置.

【例4】 一塊玻璃磚,中間有一梭形氣泡,如圖5所示,一束平行光通過玻璃磚(射到空氣泡上),畫出射出玻璃磚后的光線.

分析:此題是關(guān)于光學(xué)元件的光學(xué)性質(zhì)應(yīng)用的問題,設(shè)想把玻璃磚從中間分開,則此玻璃磚成為兩個平行放置的玻璃凹透鏡,平行光通過它后將會變得發(fā)散.解答此題的關(guān)鍵是正確判定光學(xué)元件的特點,并運用這種光學(xué)元件的光學(xué)性質(zhì)來確定光路.

答案:如圖5乙所示.

說明:不少同學(xué)在解此題時會因空氣泡的形狀像凸透鏡而錯誤地認(rèn)為光線是會聚的.在思考問題遇到障礙時,不妨換個角度想一想,把“陌生”的“新”問題變換、轉(zhuǎn)化為熟悉的“老”問題,開拓解決物理問題的思路,掌握靈活的方法和技巧,提高解題能力.

(責(zé)任編輯:易志毅)