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        淺談函數(shù)圖像法在高中物理中的應(yīng)用

        2018-12-20 10:40:50張蔚
        贏未來(lái) 2018年23期
        關(guān)鍵詞:物塊高中物理解題

        張蔚

        摘要:函數(shù)圖像法正越來(lái)越多的融入到物理學(xué)科的學(xué)習(xí)中,作為物理與數(shù)學(xué)等多學(xué)科的綜合應(yīng)用,成為現(xiàn)代高中物理學(xué)習(xí)中不可或缺的一部分,日益發(fā)揮著重要作用。本人從物理學(xué)習(xí)中的函數(shù)圖像分析的應(yīng)用入手,從應(yīng)用現(xiàn)狀、思路、注重的問題等角度,淺略解析函數(shù)圖像法在物理學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。

        關(guān)鍵詞:函數(shù)圖像法;物理變化量的解析

        函數(shù)圖像法,是指對(duì)綜合題目或資料中的各種信息,做出直觀的圖像用以解決問題的一種方法。這種方法對(duì)學(xué)生的各學(xué)科的綜合能力要求比較高,圖像的范圍比較廣泛,既可以是定向性的,亦可以是定量的;既可以是嚴(yán)格的坐標(biāo)圖像,也可以是具體過(guò)程的動(dòng)態(tài)分析圖。圖像法在各學(xué)科的應(yīng)用是廣泛的,從力學(xué)到電學(xué),再到熱學(xué),我們都可以用這種方法解決一些較為復(fù)雜的問題。

        一、函數(shù)圖像法的優(yōu)點(diǎn)

        函數(shù)圖像法最大的優(yōu)點(diǎn)在于直觀和簡(jiǎn)潔。直觀,體現(xiàn)在學(xué)生們可以通過(guò)圖像直接看出我們所需要的運(yùn)動(dòng)過(guò)程的數(shù)據(jù)。斜率、面積、截距等數(shù)值往往能夠直接讀出。從函數(shù)的大致圖像中,學(xué)生們可以清晰地看出某一過(guò)程究竟是怎樣發(fā)生的,而不需要過(guò)多的推理。簡(jiǎn)潔,體現(xiàn)在他在幾條線中,包含有巨大的信息量。從近幾年高考命題的趨勢(shì)來(lái)看,高考命題也有了以圖像做題干,深入出題的趨勢(shì),這就體現(xiàn)出了函數(shù)圖像的簡(jiǎn)潔性。

        二.函數(shù)圖像在高中物理中的應(yīng)用

        首先,函數(shù)圖像可應(yīng)用于較復(fù)雜的解題過(guò)程。在日常解題過(guò)程中,對(duì)于較多的物理變化的分析,學(xué)生們往往困擾于無(wú)法有效正確地分析出物理過(guò)程,即使分析正確,面對(duì)巨大的計(jì)算量也常常會(huì)出錯(cuò)。但如果使用圖像直觀的分析,則可以在圖像中直接的讀出,而不需要通過(guò)運(yùn)算計(jì)算出有關(guān)信息。

        其次,隨著現(xiàn)代傳感器技術(shù)的迅猛發(fā)展,傳感技術(shù)在實(shí)驗(yàn)中也有了更多的應(yīng)用。但應(yīng)該注意到,傳感器所反應(yīng)的信息,往往以圖線的形式記錄、呈現(xiàn)。這樣就要求學(xué)生們對(duì)函數(shù)圖像有著更為熟練的把握。在實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生可以通過(guò)應(yīng)用綜合方法,了解圖像中截距、面積、斜率等物理意義,通過(guò)圖線形狀對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容有著更為深入的理解。

        三.應(yīng)用函數(shù)圖像進(jìn)行分析解題的流程

        接下來(lái),筆者以一道題為例,分析應(yīng)用函數(shù)圖像法解題的一般步驟。

        例:已知一水平傳送帶,表面足夠長(zhǎng),向右運(yùn)行速度為V1 ,在右面有一物塊,以初速度為V2(V2>V1)向左運(yùn)動(dòng),摩擦系數(shù)為μ,重力加速度為g,求摩擦損失的熱量是多少?

        在本題中,我們需要求解的量只有一個(gè),即相對(duì)位移x,但是x怎樣求呢?絕大多數(shù)學(xué)生,往往會(huì)在第一時(shí)間想到分段討論,這樣就比較繁瑣,但是要是應(yīng)用圖像法,會(huì)怎么解決呢?

        首先,通過(guò)分析,物塊應(yīng)先勻變速向右運(yùn)動(dòng),勻變速時(shí)間為

        ,末速度為V1,方向向右,選定以左為正方向,做出物塊的V-t圖像;其中,V1、V2均表示大小,無(wú)正負(fù)號(hào),則相對(duì)位移即為陰影部分的面積,從而得出損失的熱量Q,即

        X=

        Q=mμgX=

        從這一題中,我們可以歸納出利用函數(shù)圖像解決這一類問題的一般步驟:

        第一.首先根據(jù)圖中信息,綜合其它方法,判斷分析變化過(guò)程;

        第二.根據(jù)分析做出函數(shù)圖像;

        第三.利用函數(shù)圖像,得到我們所需要的信息,從而求出題解。

        以上,就是利用函數(shù)圖像解決問題的一般步驟。

        四.圖像法在應(yīng)用時(shí)所需注意的問題。

        圖像法是一種較為綜合的方法,因此,對(duì)學(xué)生的各科綜合能力也有著更高的要求。對(duì)于基礎(chǔ)一般的學(xué)生而言,需要注意以下幾個(gè)問題。其一,要明確橫坐標(biāo)軸、縱坐標(biāo)軸、截距、斜率、面積等參數(shù)的物理意義,不了解它們的物理意義,就會(huì)由于對(duì)知識(shí)的似懂非懂,對(duì)圖像不明所以,導(dǎo)致出現(xiàn)錯(cuò)誤。其二,要注意圖像的嚴(yán)謹(jǐn),筆者所說(shuō)嚴(yán)謹(jǐn)并不是指精確,而是指不能發(fā)生大體方向上的錯(cuò)誤,圖像是曲線不能畫成直線,在關(guān)鍵點(diǎn)的上下,左右應(yīng)該分清楚,否則也會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

        結(jié)論:函數(shù)圖像法對(duì)于解決一些較為復(fù)雜的問題時(shí),不失為一種簡(jiǎn)單有效的方法,但是在現(xiàn)今的物理課堂上,一部分學(xué)生往往沒有應(yīng)用圖像進(jìn)行解題的意識(shí);另一部分學(xué)生可能在課堂上聽得明白,但在解題時(shí),卻想不起來(lái)如何去應(yīng)用。函數(shù)圖像法如何應(yīng)用到高中物理的學(xué)習(xí)中就成為了當(dāng)前物理學(xué)習(xí)中一個(gè)急需解決的問題。

        參考文獻(xiàn)

        [1]趙妍 函數(shù)圖像法在高中物理教學(xué)上的應(yīng)用 【J】文理導(dǎo)航(中旬)2014(06):41

        [2]田家琴 淺談?dòng)煤瘮?shù)思想分析高中物理圖像問題【J】中學(xué)教學(xué)參考2017(05):73

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