高中物理圖象復(fù)習(xí)的方式

高文鶴

摘 ? 要：提高學(xué)生物理學(xué)科的學(xué)習(xí)能力，可以通過(guò)強(qiáng)化物理圖象復(fù)習(xí)中的“基礎(chǔ)性”“數(shù)學(xué)性”與物理的“原理性”、物理過(guò)程的“情境性”相結(jié)合的復(fù)習(xí)方式加以提升，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、讀圖及綜合處理信息和應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力，提高解決物理問(wèn)題能力。

關(guān)鍵詞：物理圖象;基礎(chǔ)性;數(shù)學(xué)性;原理性;情境性

引言

高中物理圖象是高中學(xué)生學(xué)習(xí)物理很重要的一部分學(xué)習(xí)內(nèi)容。物理圖象可以簡(jiǎn)潔、明了的反映物理過(guò)程，是解決物理問(wèn)題的一種有效方法，是提高學(xué)生分析、處理問(wèn)題能力的行之有效的手段，因此高三物理復(fù)習(xí)中應(yīng)重視圖象的復(fù)習(xí)，而圖象復(fù)習(xí)中應(yīng)重視物理圖象的“基礎(chǔ)性”“數(shù)學(xué)性”與物理的“原理性”、物理過(guò)程的“情境性”相結(jié)合的方式，以提高學(xué)生的綜合能力。

1 ?圖象的“基礎(chǔ)性”

高中物理圖象最基本的功能就是簡(jiǎn)潔、明了的反映物理過(guò)程，反映相關(guān)物理量之間的相互關(guān)系。圖象復(fù)習(xí)的“基礎(chǔ)性”就體現(xiàn)在如何將圖象蘊(yùn)含的信息全面、準(zhǔn)確的讀取。因此應(yīng)重視識(shí)圖知識(shí)的復(fù)習(xí)。

識(shí)圖方法：一軸、二線、三斜率、四面積、五截距、六交、拐、折點(diǎn)。

（1）一軸，指坐標(biāo)軸，明確縱軸、橫軸是什么物理量，明確圖象的物理意義。

（2）二線，指圖象中兩個(gè)物理量的函數(shù)關(guān)系，可能是直線，也可能是曲線。直線表示兩個(gè)物理量的函數(shù)關(guān)系為一次函數(shù)，曲線表示兩個(gè)物理量的關(guān)系為非線性。

（3）三斜率，①切線斜率，切線斜率是否表示某個(gè)物理量，要根據(jù)該物理量的定義或物理量間的函數(shù)關(guān)系式去判斷[ 1 ]。②過(guò)原點(diǎn)的割線斜率，它所表示的物理意義，也可以依據(jù)物理量的定義或物理量間的函數(shù)關(guān)系判斷。

（4）四面積，①圖象和橫軸所圍圖形的面積是否代表某個(gè)物理量。②兩個(gè)圖象和坐標(biāo)軸所圍圖形的面積常表示兩個(gè)物理量的差值。③圖象某點(diǎn)與兩坐標(biāo)軸的垂線和坐標(biāo)軸所圍矩形的面積有時(shí)表示某個(gè)物理量。

（5）五截距，圖象與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)，表示其中一物理量為零時(shí)，另一物理量的狀態(tài)。

（6）交、拐、折點(diǎn)，①兩個(gè)圖象的交點(diǎn)表示兩個(gè)圖象所描述的物理過(guò)程中縱軸和橫軸表示的物理量剛好相同。②拐點(diǎn)是圖象凹凸形狀發(fā)生變化的分界點(diǎn)，該點(diǎn)的切線使圖象分居在其兩側(cè)。③折點(diǎn)是不可導(dǎo)的，說(shuō)明這里沒(méi)有切線。在物理學(xué)中，拐點(diǎn)和折點(diǎn)一般表示物理過(guò)程、規(guī)律、特征發(fā)生變化，其中折點(diǎn)表示發(fā)生突變[ 2 ]。

在復(fù)習(xí)過(guò)程中，應(yīng)對(duì)圖象的以上特征有針對(duì)性的舉例說(shuō)明，讓學(xué)生充分理解一軸、二線、三斜率、四面積、五截距、六交、拐、折點(diǎn)。在具體問(wèn)題中的物理意義，迅速讀懂圖象的物理意義。

2 ?圖象的“數(shù)學(xué)性”

物理圖象就是應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題。我們?cè)谥匾晥D象解決物理問(wèn)題時(shí)，不應(yīng)忘記了圖象本身的數(shù)學(xué)性，應(yīng)充分抓住圖象的數(shù)學(xué)性，更好的利用圖象解決物理問(wèn)題。

【例題1】如圖1所示為一只“極距變化型電容式傳感器”的部分構(gòu)件示意圖。當(dāng)動(dòng)極板和定極板之間的距離d變化時(shí)，電容C便發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量電容C的變化就可知道兩極板之間距離d的變化的情況。在下列圖2中能正確反映C與d之間變化規(guī)律的圖象是： ? ? ?（ ? ? ?）

根據(jù)電容的定義式C=■，電容C與板間距離d成反比，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，C-d圖象是雙曲線。故選A。本題的關(guān)鍵就是抓住了圖象的數(shù)學(xué)性質(zhì)——雙曲線，很好的解決了問(wèn)題。因此物理圖象的復(fù)習(xí)，應(yīng)重視圖象的“數(shù)學(xué)性”，提升學(xué)生的能力。

3 ?物理的“原理性”

物理的規(guī)律、原理是解決物理問(wèn)題的根本，物理圖象是解決物理問(wèn)題的一種手段，二者的有機(jī)結(jié)合能很好、較快的解決問(wèn)題。

【例題2】一列簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形如圖3所示，波沿x軸的正方向傳播，P為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）

A.質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻的速度沿x軸的正方向

B.質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻的加速度沿y軸的正方向

C.再經(jīng)過(guò)半個(gè)周期時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的位移為正值

D.經(jīng)過(guò)一個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為4a

圖象給出的信息是P點(diǎn)位置，解決問(wèn)題就要應(yīng)用物理規(guī)律。

A.簡(jiǎn)諧橫波沿x軸的正方向傳播，根據(jù)波形成的原理判斷可知，質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻的速度沿y軸正方向，故A錯(cuò)誤。

B.波沿x軸正方向傳播，由圖示波形圖可知，質(zhì)點(diǎn)P向上振動(dòng)（波形成原理）。加速度方向沿y軸負(fù)方向（質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移與加速度規(guī)律），故B錯(cuò)誤;

C.經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)位于x軸下方（質(zhì)點(diǎn)簡(jiǎn)諧振動(dòng)規(guī)律）。質(zhì)點(diǎn)P的位移是負(fù)的，故C錯(cuò)誤;

D.由圖示波形圖可知，質(zhì)點(diǎn)振幅為a，經(jīng)過(guò)一個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)P的路程：s=4a，故D正確（質(zhì)點(diǎn)簡(jiǎn)諧振動(dòng)規(guī)律）。

圖象信息是引領(lǐng)，物理規(guī)律是基礎(chǔ)，二者的有機(jī)結(jié)合，能迅速的解決了物理問(wèn)題。

4 ?物理的“情境性”

圖象往往反映實(shí)際的物理過(guò)程，沒(méi)有實(shí)際情景的圖象，不叫物理圖象。故圖象信息的讀取不能是紙上談兵，一定要結(jié)合實(shí)際的物理情景，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生讀取圖象信息的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力，學(xué)以致用。

【例題3】一小物塊沿斜面向上滑動(dòng)，然后滑回到原處。物塊初動(dòng)能為Eko，與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不變，則該過(guò)程中，物塊的動(dòng)能Ek與位移x關(guān)系的圖線是圖4中的（ ? ? ）

物理情景和物理原理的結(jié)合：向上滑動(dòng)的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理：0-Eko=-（mgsinθ+Ff）x，同理，下滑過(guò)程中，由動(dòng)能定理可得：Ek-0=（-Ff+mgsinθ）x，故C正確;A、B、D錯(cuò)誤。

從整個(gè)解題過(guò)程，我們可以看出利用完整的物理過(guò)程，物理情景信息和物理圖象信息相互結(jié)合，就能很好地解決了問(wèn)題。故圖象復(fù)習(xí)中，要充分重視圖象信息與物理過(guò)程的“情境性”相結(jié)合，進(jìn)而提高學(xué)生的分析、推理能力。

圖象復(fù)習(xí)抓住了圖象的“基礎(chǔ)性”就學(xué)會(huì)了圖象的語(yǔ)言，為圖象信息的讀取奠定了基礎(chǔ)。圖象復(fù)習(xí)抓住了圖象背景的物理過(guò)程的“情境性”，解決了物理規(guī)律和圖象信息的融合，構(gòu)建了完整的物理情景，是解決物理問(wèn)題的關(guān)鍵。圖象復(fù)習(xí)抓住了圖象中的“數(shù)學(xué)性”，解決了圖象的形、神結(jié)合問(wèn)題，很好地使用了數(shù)學(xué)這一有力工具，能較快地解決物理問(wèn)題。圖象復(fù)習(xí)注重了物理的“原理性”就是抓住了解決物理問(wèn)題的根本。抓住圖象信息的“基礎(chǔ)性”“數(shù)學(xué)性”和物理的“原理性”、物理過(guò)程的“情景性”相結(jié)合的復(fù)習(xí)方式，能很好地提高圖象復(fù)習(xí)的效率，提高物理復(fù)習(xí)效率，提高學(xué)生分析、推理能力及核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈艷萍.高中物理圖象中三種斜率的區(qū)別與聯(lián)系[J].湖南中學(xué)物理，2019，34（5）：96-98.

[2]張奉平.高中物理圖象之“點(diǎn)、線、面”[J].物理教學(xué)探討，2018，36（4）：70-72.