滕玉芳

（西安市臨潼區(qū)徐楊高級(jí)職業(yè)中學(xué),陜西 西安 710600）

高中物理教學(xué)中的圖象法的應(yīng)用

滕玉芳

（西安市臨潼區(qū)徐楊高級(jí)職業(yè)中學(xué),陜西 西安 710600）

本文介紹了圖象法在物理解題中的部分應(yīng)用，并且從圖象的“點(diǎn)”、“線”、“面”、“形”四個(gè)層次理解圖象包含的物理意義，闡述圖象法在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用。

圖象法；斜率；截距；面積

物理規(guī)律可以用文字描述、用公式表達(dá)，還可以用圖象表達(dá)，用圖象描述規(guī)律具有簡(jiǎn)明、直觀、形象的特點(diǎn)。物理圖象是一種特殊而形象的數(shù)學(xué)語(yǔ)言和工具，巧妙用數(shù)和形的結(jié)合恰當(dāng)?shù)谋磉_(dá)各種現(xiàn)象的物理過(guò)程和規(guī)律。利用圖象可以使抽象的概念直觀，可以使動(dòng)態(tài)變化過(guò)程清晰明了，可以使物理量之間的函數(shù)關(guān)系明確，還可以恰當(dāng)?shù)谋磉_(dá)用語(yǔ)言難以簡(jiǎn)明描述的物理情景。正是由于它具有以上的這些優(yōu)點(diǎn)，所以在物理學(xué)中具有廣泛的應(yīng)用。

在高中階段的物理教學(xué)中，圖象法是一種重要的解題方法，它具有思路簡(jiǎn)明清晰，方法新穎獨(dú)特等優(yōu)點(diǎn)。并且高中階段有些物理問(wèn)題只能用圖象法解決。下面介紹圖象法解題的部分應(yīng)用。

一、簡(jiǎn)化解題過(guò)程

圖象解題形象直觀，可使解題過(guò)程得到簡(jiǎn)化，有時(shí)比解析法更巧妙、更靈活。例如比較勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的平均速度和中間位置的速度的大小時(shí)，用圖象法解題一目了然。如圖1，平均速度即中間時(shí)刻速度V2，中間位置的瞬時(shí)速度即面積平分時(shí)刻的速度V1。依據(jù)圖象能很快地得出結(jié)論V2＜V1。

二、演示動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，掌握變化規(guī)律

用圖象法來(lái)描述物理過(guò)程比較直觀，還可以描述出其動(dòng)態(tài)的變化特征，幫助學(xué)生理解物理過(guò)程。如圖2所示,重物系在OA、OB兩根等長(zhǎng)的輕繩上，輕繩的A端和B端掛在半圓形支架上，若固定A端的位置，將OB繩的B端沿半圓形支架從水平位置逐移至豎直位置OC的過(guò)程中，試討論OA繩上的拉力F1及OB繩上拉力F2的變化情況。

解析：這是一道動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題，用圖象法解決最簡(jiǎn)潔。因?yàn)槔K結(jié)O受到懸掛重物的輕繩拉力F作用，且F=G，故OA、OB繩的拉力F1、F2的合力始終與F等大反向，故可以利用合成法進(jìn)行分析求解。如圖示OA方向不變，則F1的方向不變，因此F2的末端只能在平行于F1的直線MN上移動(dòng)。由圖可知當(dāng)F2與MN垂直時(shí)最小，故F2先減小后增大，F(xiàn)1逐漸減小。

三、實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用

高中物理學(xué)習(xí)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，在物理實(shí)驗(yàn)中可以用圖象法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，具有直觀、明了的特點(diǎn)，還可以減小誤差，分析實(shí)驗(yàn)。如測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出路端電壓與電流的圖象。從圖象上任意取兩點(diǎn)求出圖線的斜率，斜率的絕對(duì)值即為電源內(nèi)阻，斜率的求解取平均值，可減小誤差。而圖線與縱坐標(biāo)的截距為電源的電動(dòng)勢(shì)。在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)a-F圖象進(jìn)行分析即可得到實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因，與橫軸的截距表示沒(méi)有平衡摩擦力，與縱軸的截距表示平衡磨擦力過(guò)度。

運(yùn)用圖象法解題可以挖掘?qū)W生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)造力，提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度。 另外圖象的物理意義可以通過(guò)“點(diǎn)”、“線”、“面”、“形”四個(gè)方面來(lái)體現(xiàn)，教學(xué)中應(yīng)從這四方面入手。以下作以探究：

(一)物理圖象中“點(diǎn)”的意義

“點(diǎn)”是認(rèn)識(shí)圖象的基礎(chǔ)。物理圖象上的“點(diǎn)”可以代表某一狀態(tài)，點(diǎn)包含著物理狀態(tài)的特征。從“點(diǎn)”著手分析問(wèn)題時(shí)應(yīng)從以下幾個(gè)特殊“點(diǎn)”入手分析其物理意義。

⑴截距點(diǎn)。它反映了物理規(guī)律中當(dāng)一個(gè)物理量為零時(shí)，另一個(gè)物理值狀態(tài)，明確表明了研究的物理規(guī)律的期中一個(gè)狀態(tài)。如圖3中，圖象與縱軸的交點(diǎn)反映出當(dāng)I=0時(shí)，U=E情況，即U此值為電源的電動(dòng)勢(shì)；而圖象與橫軸的交點(diǎn)反映U=0時(shí)，輸出為零即短路狀態(tài)，I為電源的短路電流。綜合以上所述，在物理教學(xué)的過(guò)程中，教師應(yīng)當(dāng)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行挖掘,尋找可以開(kāi)展圖象教學(xué)內(nèi)容和方法。并且在教學(xué)前有一個(gè)總體的構(gòu)思和安排，把圖形圖象的教學(xué)滲透到常規(guī)教學(xué)當(dāng)中。

⑵交點(diǎn)。即圖象與圖象相交的點(diǎn)，它表示兩個(gè)不同的研究對(duì)象此時(shí)有相同的物理量。如圖4中的P點(diǎn)表示甲、乙物體運(yùn)動(dòng)中相同t時(shí)刻具有相同位移。

⑶極值點(diǎn)?？梢灾庇^的表示該點(diǎn)附近物理量的變化趨勢(shì)。如圖5中的D點(diǎn)表明當(dāng)電流等于E/(2r)時(shí)，電源有最大的輸出功率。

⑷拐點(diǎn)。通常表示物理過(guò)程在該點(diǎn)發(fā)生突變。

拐點(diǎn)分明拐點(diǎn)和暗拐點(diǎn)，對(duì)明拐點(diǎn)，學(xué)生能一眼看出其物理量發(fā)生了變化，深入研究可發(fā)現(xiàn)更多規(guī)律。如圖6中的P點(diǎn)表面表示速度大小變化方向不變化，實(shí)際反映加速度發(fā)生了變化。而暗拐點(diǎn)，學(xué)生往往察覺(jué)不到物理量的變化。如圖7中P點(diǎn)看起來(lái)（二）注重課外閱讀拓展。任課老師為學(xué)生列出書(shū)單，制定閱讀計(jì)劃，撰寫(xiě)閱讀體會(huì)和讀書(shū)報(bào)告，加強(qiáng)課外閱讀監(jiān)督管理。定期開(kāi)展文學(xué)作品閱讀和欣賞指導(dǎo)課程，激發(fā)學(xué)生興趣，幫助學(xué)生解答疑惑。加強(qiáng)圖書(shū)館、閱覽室建設(shè)，豐富藏書(shū)，在學(xué)校形成讀書(shū)熱，推動(dòng)課外閱讀的常態(tài)化。

（三）合理組織實(shí)踐活動(dòng)。例如，組織文學(xué)社團(tuán)活動(dòng)、文學(xué)創(chuàng)作活動(dòng)、讀書(shū)交流活動(dòng)、演講會(huì)、辯論會(huì)、文學(xué)手抄報(bào)、文學(xué)主題調(diào)研活動(dòng)等。并加強(qiáng)管理，制定有效的活動(dòng)計(jì)劃，挖掘文學(xué)的內(nèi)涵和魅力，提高學(xué)生的人文精神和人文素養(yǎng)。

（四）重視網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)活動(dòng)。重視互聯(lián)網(wǎng)、微博、微信的應(yīng)用，構(gòu)建文學(xué)教育和學(xué)習(xí)交流平臺(tái)，拓展學(xué)生的閱讀量，增進(jìn)相互了解和交流，撰寫(xiě)隨筆、讀后感、文學(xué)評(píng)論等，豐富學(xué)生的文學(xué)知識(shí)，提高文學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的人文精神。

五、結(jié)束語(yǔ)

總之，人文精神與大學(xué)文學(xué)素質(zhì)教育有著密切的聯(lián)系。新時(shí)期，應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)二者之間的關(guān)系，有效開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，提高大學(xué)文學(xué)素質(zhì)教育教學(xué)效果。并且通過(guò)組織課外實(shí)踐活動(dòng)，開(kāi)展拓展訓(xùn)練等形式，更好培養(yǎng)學(xué)生的人文精神。同時(shí)還要提高任課老師素質(zhì)，激發(fā)學(xué)生的興趣和熱情，讓學(xué)生有效學(xué)習(xí)大學(xué)文學(xué)教育知識(shí)，更好培養(yǎng)學(xué)生的人文精神，為學(xué)生學(xué)習(xí)和健康全面發(fā)展創(chuàng)造條件。

[1]陳靜.人文素質(zhì)教育與文學(xué)經(jīng)典意識(shí)的重建—論大學(xué)構(gòu)建文學(xué)經(jīng)典閱讀的策略[J].廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)),2012，(6).

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劉明（1981-），男，漢族，山東青島人，碩士，九江學(xué)院招生與就業(yè)處助教，研究方向：漢語(yǔ)言文學(xué)。