劉二波
◆摘? 要:文章針對高中物理教學中函數(shù)圖像法的應用,對該解題方法進行了介紹,闡述了函數(shù)圖像法應用的積極作用,探究了實際解題步驟,最后通過例題解析對函數(shù)圖像法進行了深入理解,希望能夠切實提高物理教學水平。
◆關鍵詞:函數(shù)圖像法;物理教學;v-t圖;s-t圖
高中物理學科的教學,其中包括一定的物理規(guī)律,這些除了以文字描述之外,也可以使用數(shù)學函數(shù)方程式進行求解,其中一些物理規(guī)律也可以使用圖像進行表述,這就是所謂的函數(shù)圖像法。函數(shù)圖像法應用,主要是在化解函數(shù)后的一種簡便求解方法,其優(yōu)勢是可以更加直觀的了解函數(shù)出現(xiàn)的變化,從而探究其中存在的物理規(guī)律。但是對于函數(shù)圖像法應用,還存在一些問題,需要深入探究。
1函數(shù)圖像法概述
物理與數(shù)學兩個學科之間的聯(lián)系十分緊密,為了能夠熟練地應用數(shù)學知識求解物理習題,必須要通過幾何坐標法結合數(shù)形結合思想,將與之有關的物理量關系進行描述,使物理規(guī)律能夠清晰、直觀的呈現(xiàn),同時也可以有效聯(lián)系物理圖像與方程。當明確了函數(shù)圖像與方程組的聯(lián)系之后,可以觀察圖像,了解隱藏的規(guī)律以及今后的發(fā)展軌跡,從中捕獲物理量的定性、定量聯(lián)系,最終解答出準確的答案。
物理教學過程中對函數(shù)圖像法進行研究,也可以對涉及到的物理知識進行再次鞏固,同時也可以驗證相關物理規(guī)律。由此一來,可以幫助學生形成問題分析與解決的能力,抽象數(shù)學知識以及解題方法也可以被運用在物理教學當中,從而應用物理規(guī)律求解物理問題。
2函數(shù)圖像法在物理學科中的應用優(yōu)勢
在物理教學中應用函數(shù)圖像法,其本質上屬于既形象、又直觀的“物理語言”,一方面可以將抽象物理概念直觀的呈現(xiàn)出來,提高物理動態(tài)過程的清晰性,此外也可以使用合適的語言表述物理知識中隱藏的內涵。使用函數(shù)圖像法進行物理問題的解析,既可以簡單直接的完成分析、求解,又可以簡化問題求解過程,這是解答物理問題最為簡單直觀的一種方式。深入了解物理函數(shù)圖像法,并且在實際教學中加以運用,有利于培養(yǎng)學生的抽象思維能力以及跨學科解題能力,應用數(shù)學知識求解物理問題,為其賦予直觀性、形象化的特征。通過函數(shù)圖像法的運用,將物理、數(shù)學、信息技術等相關學科進行了融合,提高物理教學效率的同時,也能夠加強學生綜合素質。
3函數(shù)圖像法運用的幾點流程
在高中物理教學中應用函數(shù)圖像法,上文已經(jīng)闡述了諸多優(yōu)勢,但是教學的重點是讓學生了解該解題方法,并且運用其求解物理習題。接下來針對圖像坐標選取以及圖形構建展開分析:
3.1深入觀察并分析圖像
了解物理函數(shù)圖像具備的物理意義,以此為基礎可以將圖像相關的所有物理習題進行求解,這對于學生的要求是可以觀察圖像,從中可以明確的分析函數(shù)圖像代表的意義,深入圖像,不要只停留于表面,更不要將問題已知條件中給出的幾何圖形、質點運動軌跡、圖像函數(shù)圖線這三點混淆。
3.2教學圖像化
教師進行物理教學期間,需要將涉及到的物理概念、規(guī)律以及定律等知識轉變?yōu)閳D像,利用日常教學過程,使學生能夠深入了解物理圖像。
3.3按照“清、全、透”三點原則進行教學
教師對物理圖像進行分析的過程中,必須要保證清晰性與全面性。所謂清晰性,即圖像蘊含的物理意義要清晰,而全面性則是物理圖像內包含的物理信息不能簡單的局部分析,使學生可以掌握圖像物理意義,并且對意義有橫向理解。此外,教師應用函數(shù)圖像法,當面對一個物理圖像,需要將其和以前所學習的物理知識進行結合,保證學生可以縱向把握圖像,高效完成問題的求解。
3.4通過日常練習培養(yǎng)習慣
日常進行物理教學期間,教師必須要注意采集與圖像相關的問題,作為學生的練習題,使用函數(shù)圖像法,直觀的分析問題,使學生可以真正感受到函數(shù)圖像法的優(yōu)勢,從而形成解題慣性。
4高中物理教學中函數(shù)圖像的應用
高中物理教學中比較常見的函數(shù)圖像主要有以下幾種:①v-t圖像;②s-t圖像;③波動圖像;④P-T圖像;⑤P-V圖像;⑥U-I圖像;⑦I-t圖像。透過圖像層次進行分析,發(fā)現(xiàn)主要包括點、線、面、形這4個層次,如果站在圖像形狀分析,則發(fā)現(xiàn)有直線型、正弦、余弦曲線型、雙曲線型、拋物線型等多種形狀。下面主要對其實際應用進行分析。
同學們在實際解題計算時,常需要平方和開根號,帶來不少的計算量。而有的題目,如果用圖像法來處理,不僅能使同學在看題后,能理清題目多個物體的運動過程,還能在后面的計算中簡化步驟,減少出錯。原因在于圖像法中,以v-t圖為例,面積和線段長度能表示位移、速度變化量等物理意義,通過簡單的相乘相加減就能得出答案。
下面以一道兩車相遇題目為例:
1935年在蘇聯(lián)的一條直鐵軌上,有一列火車因蒸汽不足而停駛,駕駛員把貨車廂甲留在現(xiàn)場,只拖著幾節(jié)車廂向前方不遠的車站開進,但他忘了將貨車廂剎好,使車廂在斜坡上以4m/s的速度勻速后退,此時另一列火車乙正以16m/s的速度向該貨車廂駛來,駕駛技術相當好的駕駛員波爾西列夫立即剎車,緊接著加速倒退,結果恰好接住了貨車廂甲,從而避免了相撞。設列車乙剎車過程和加速倒退過程均為勻變速直線運動,且加速度大小均為2m/s2,求當波爾西列夫發(fā)現(xiàn)貨車廂甲向自己駛來而立即開始剎車時,兩車相距多遠?
5結束語
綜上所述,函數(shù)圖像法在高中物理教學中應用,一方面可以降低物理解題難度,另一方面也可以使物理問題更加直觀的呈現(xiàn)在學生面前,快速、準確的完成解題,從而提高物理綜合素質。此外,物理教學中應用函數(shù)圖像法,也是物理知識與數(shù)學知識結合的體現(xiàn),使用數(shù)學知識求解物理問題,培養(yǎng)學生跨學科知識應用能力。
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