王 華

（泰州市教育局教研室，江蘇 泰州 225300）

物理圖像是一種直觀描述物理量之間的關(guān)系，反映研究對象狀態(tài)變化過程，從而揭示物理規(guī)律的一種常用方法.在中學物理教學中常見的有描述物體運動的x-t圖像、v-t圖像、電容器放電時的I-t圖像、有描述電容器帶電荷量與極板間電壓的Q-U圖像、彈簧彈力和形變量關(guān)系的F-x圖像、導(dǎo)體伏安特性的I-U圖像、閉合電路中路端電壓和干路電流關(guān)系的U-I圖像、分子間作用力與分子間距離關(guān)系的F-r圖像、理想氣體等溫變化的p-V圖像等等.運用圖像可從不同的角度、不同層次考查學生的物理知識，涉及的知識面廣，有較強的靈活性和綜合性，能充分反應(yīng)學生的相關(guān)能力.

原題.（2014年江蘇高考第5題）一汽車從靜止開始做勻加速直線運動，然后剎車做勻減速直線運動，直到停止.下列速度v和位移x的關(guān)系圖像中，能描述該過程的是

圖1

勻變速運動的圖像一般是反映物理量隨時間變化的過程，該題不落俗套，巧妙構(gòu)思，用定性描述速度與位移關(guān)系的v-x圖像來反映勻變速運動過程，筆者認為本題對考察考生對物理概念本質(zhì)意義的理解、勻變速直線物體運動過程的特點等以及對考生思維的發(fā)散性和靈動性富有啟發(fā)，值得探究.下面就該題談?wù)剮追N分析方法.

設(shè)勻加速過程物體加速度為a1（a1＞0），最大位移為x0，最大速度為vm，勻減速過程物體加速度為－a2（a2＞0）.

1 從物體運動的逆過程分析

（1）勻加速階段的圖像.

圖2

（2）勻減速階段的圖像.

逆過程分析的思維基礎(chǔ)是物理現(xiàn)象中一些逆過程具有一定的“等效性”，如勻變速運動過程的逆過程、反射和折射現(xiàn)象中光路可逆現(xiàn)象、機械能守恒過程中動能和勢能的轉(zhuǎn)化等.此類問題如按常規(guī)思維從正面入手求解，有時會有一定難度，若改變思考問題的角度，從逆過程分析方法去思考，特別是逆過程有一定的特殊性的時候，如該逆過程物體初速度為0，則可能會使問題簡化.在中學物理教學中重視逆過程分析有助于學生從多角度分析問題，化繁為簡，培養(yǎng)學生思維的靈活性和創(chuàng)造性.

2 從圖像的變化率分析

圖3

圖4

圖5

這種思維的基礎(chǔ)是借助于勻變速運動速度變化的特點，充分挖掘圖像所蘊藏的物理內(nèi)涵，結(jié)合v-x圖像曲線上各點切線斜率的物理意義進行分析，充分體現(xiàn)了將圖像和運動過程密切結(jié)合的物理思維方法，不失為一種由表及里的物理思維過程.

3 從函數(shù)圖像的平移分析

這種思維方法要求學生扎實的數(shù)學功底和較強的運用數(shù)學知識分析物理問題的能力，體現(xiàn)了物理研究方法的數(shù)學基礎(chǔ)和嚴密性.

圖6

4 從坐標自變量的角度結(jié)合物理過程分析

圖7

圖8

這種思維方法體現(xiàn)了從變換自變量與函數(shù)的思維角度出發(fā)理解物理量之間變化特征的一種創(chuàng)新能力.

可見，解決本題的方法多樣，不同的方法折射出物理思維不同的出發(fā)點，應(yīng)用數(shù)學知識解決物理問題的能力表現(xiàn)得淋漓盡致，這有利于促進在教學過程中引導(dǎo)學生從形到質(zhì)地認識圖像本質(zhì)，包括對圖像中的點、線（包括線在坐標軸上的截距、直線或曲線在各點切線的斜率等）、面所表示的物理意義的分析，從而對中學物理的圖像教學有著積極的引導(dǎo)作用，是一道有著豐富內(nèi)涵的圖像題.