■山東省臨沂三中高二(19)班 楊 驍

巧用圖像法提高物理解題實(shí)效

■山東省臨沂三中高二(19)班 楊 驍

圖像法是一種數(shù)形結(jié)合的方法,具有形象、直觀等特點(diǎn)。在高中物理的學(xué)習(xí)過程中,利用圖像法不僅可以幫助我們發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律,還可以達(dá)到簡(jiǎn)化物理過程、提高解題速度的目的。

1.利用圖像法解決能量轉(zhuǎn)化問題。

在解決能量轉(zhuǎn)化問題時(shí),利用圖像法可以直觀、形象地了解能量轉(zhuǎn)化過程,拓寬解題思路、激發(fā)學(xué)習(xí)靈感。

例1如圖1所示,質(zhì)量相同的物體A和B通過彈簧連接,放在光滑的水平面上,彈簧處于自然長(zhǎng)度。如果此時(shí)用水平恒力推動(dòng)物體A,那么在彈簧第一次被壓縮到最短的過程中,當(dāng)物體A和B的速度相同時(shí),哪個(gè)物體的加速度較大?

圖1

解析:在彈簧被壓縮的過程中,外力做的功和彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為兩物體的動(dòng)能,根據(jù)受力情況可知,物體A做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),物體B做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng),可以作出物體的速度—時(shí)間圖像,如圖2所示。物體A與B的速度—時(shí)間圖像交于C點(diǎn)時(shí),兩物體的運(yùn)動(dòng)速度相同,且物體B在C點(diǎn)的切線斜率大于物體A在C點(diǎn)的切線斜率,即物體B的加速度大于物體A的加速度。

圖2

2.利用圖像法解決運(yùn)動(dòng)學(xué)問題。

在解決運(yùn)動(dòng)學(xué)問題時(shí),利用圖像法可以形象表現(xiàn)出物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,直觀描繪出物體的運(yùn)動(dòng)過程。運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)對(duì)所描繪的運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行分析,即可使得運(yùn)動(dòng)學(xué)問題形象客觀地展現(xiàn)在我們面前。

例2如圖3所示,木塊從同一高度沿著兩條平滑的路徑AB和ACD由靜止開始下滑至B點(diǎn)和D點(diǎn)。若這兩條路徑的行程相等,試比較木塊在這兩種路徑上下滑所花費(fèi)的時(shí)間。

圖3

解析:以木塊為研究對(duì)象,只有重力做功,故機(jī)械能守恒。木塊在兩種路徑上下滑的始、末速度是相等的,因此可以作出木塊的速度—時(shí)間圖像,如圖4所示。直線AB表示木塊沿著路徑AB運(yùn)動(dòng),曲線ACD表示木塊沿著路徑ACD運(yùn)動(dòng)。由已知條件可知,木塊在兩條路徑上下滑的始、末速度相同,經(jīng)過的行程也相同,即在圖4中,兩條線與時(shí)間軸圍成的面積是相等的。因此,可以得出當(dāng)直線對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于曲線對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間時(shí),這一情況才可以成立。

總之,應(yīng)用圖像法解決物理問題,不僅能夠幫助我們打開解題思路,而且能夠提高我們的理解能力和分析能力。另外,需要注意的是在高中物理的學(xué)習(xí)過程中,我們還要將圖像法與傳統(tǒng)的解析法相結(jié)合,注重兩種解題方法的互相補(bǔ)充,培養(yǎng)我們的識(shí)圖、用圖能力,從而真正提升我們利用圖像法分析求解實(shí)際問題的能力。

圖4

(責(zé)任編輯 張 巧)

編者注:在學(xué)習(xí)的過程中,你一定會(huì)遇到許多問題,也需要解決這些問題,而在解決問題的過程中,如果能深入一些、細(xì)致一些,就會(huì)有新的發(fā)現(xiàn),把你的發(fā)現(xiàn)寫出來就是一篇論文。希望同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中要善于發(fā)現(xiàn)和總結(jié),同時(shí)也希望同學(xué)們把論文寄給我們。電子信箱:xuexifaxian@126.com。