朱海濤
【摘 要】高中物理涉及較多圖像,對學生的讀圖能力、分析問題的能力要求較高,是各類測試的??键c。為使學生切實掌握物理圖像的相關(guān)知識,教師應做好相關(guān)題型的總結(jié),注重講解圖像法在高中物理教學中的應用,以進一步提升學生的解題能力及物理素養(yǎng)。
【關(guān)鍵詞】圖像法;高中物理;教學;應用
物理圖像可直觀、形象地揭示物理規(guī)律及物理量之間的關(guān)系,是分析物理問題的常用工具,相關(guān)題目常出現(xiàn)在高考中且占較高分值。然而部分學生基礎知識薄弱,對圖像理解不深入,不會應用圖像法解題,導致解題過程復雜,計算繁瑣,出錯率較高,因此,在教學實踐中,教師應注重圖像法的應用,引導學生分析相關(guān)圖像,加深學生對物理圖像的理解,使學生將其靈活應用到解題中。
一、提高學生圖像法解題意識
學生對物理圖像并不陌生,學習中時常遇到,包括速速—時間、速度—位移、力—時間圖像等,并會分析一些常見圖像,但是卻很少運用圖像法解物理試題,其原因在于:一方面,圖像法是對題干各種物理量關(guān)系的概括,難度較大,很多學生面對題目不知道如何作圖;另一方面,學生使用圖像法解題的意識薄弱,多數(shù)學生傾向于用物理公式解題,對一些題目而言,使用物理公式雖能解答出來,但計算步驟復雜,解題效率不高。因此,在教學實踐中,教師應注重提高學生利用圖像法解答物理試題的意識,通過講解相關(guān)題目,使學生意識到圖像法解題的便利及優(yōu)勢。
例1:如圖1,兩等高、總長度相等的光滑斜面頂端各固定形狀、重量、材質(zhì)相同的a、b小球。某一刻小球從頂端由靜止釋放,不考慮小球轉(zhuǎn)折處的能量損失,則下列說法正確的是( )。
A.兩小球同時落地? ? ?B.b球先落地
C.兩球落地時速率相等? ?D.a求先落地
分析:該題目看似簡單,但仍需認真分析才能得出正確結(jié)果。經(jīng)分析,由動能定理可知,小球到達斜面底部時,重力做的功相同,即小球擁有的速率相同,C項正確。但很多學生不知道怎么判斷兩個小球哪個先落地,一些學生設出小球的加速度進行分析,雖然能夠分析出來,但花費時間較長。此時,教師可引導學生認真分析小球運動過程,畫出兩個小球的運動圖像,如圖2,由圖2可清晰看出b求落地時的時間較短,因此,b球先落地,B項正確。運用圖像法解答物理題目,簡單明了,計算少、正確率高。
二、加強對學生圖像法解題的訓練
圖像法解題可簡化解題過程,使學生迅速、正確解題。但圖像法解題對學生的綜合素質(zhì)要求較高,既要深刻理解物理試題創(chuàng)設的情景,又要清晰認識物體在各階段的運動過程及物理量的變化,因此,為使學生掌握圖像法解題的技巧,教學實踐中,教師一方面,注重收集一些典型例題,對學生進行針對性訓練;另一方面,傳授應用圖像法解題的技巧,即認真審題,明確研究的過程,合理選取研究對象,將物體在每個運動環(huán)節(jié)的運動情景搞清楚、弄明白。
例2:如圖3,A、B物塊的質(zhì)量相等,中間相連于一輕質(zhì)彈簧,B的長度足夠長。系統(tǒng)處在光滑的水平面上,不計所有摩擦力。彈簧最初處于原長狀態(tài),運動期間彈簧均在彈性限度內(nèi)。給物塊A施加一個水平恒力。A、B從靜止開始到第一次速度相等的過程中,下列說法正確的是( )。
A.當A、B具有相同加速度時,系統(tǒng)具有最大的機械能
B. 當A、B具有相同加速度時,A、B之間具有最大速度差
C.當A、B具有相等速度時,A的速度達到最大
D.當A、B具有相等速度時,彈簧具有最大的彈性勢能
根據(jù)圖像不難看出,A、B具有相同加速度時,機械能并不是最大,但兩者具有的速度差最大,因此A錯、B對。運動過程中A的速速不斷增加,但加速度逐漸減小,當A、B達到相同速度時,速速達到最大,C正確。圖像圍城的面積為A、B的位移差,即,彈簧被拉伸的長度,可知當A、B具有相同速度時,彈簧具有的彈性勢能最大。
利用圖像法解答高中物理試題,可以清晰觀察到運動物體物理量的變化,加深學生對題目情景的理解,迅速對答案進行判斷。
三、提升學生圖像法解題技能
為使學生靈活應用圖像法解答物理試題,提高學生的解題能力,教學實踐中,教師應總結(jié)、展示一些經(jīng)典物理試題,鼓勵學生運用圖像法進行解題。同時,為增強學生的自信心,教師應走下講臺,了解學生的作圖情況,及時給與點撥。實踐表明,當學生得出正確答案時,成就感油然而生,遇到相關(guān)物理試題時,便首先考慮使用圖像法進行解答。
例3:一物體停放在光滑水平面上,向物體施加水平恒力甲,作用一段時間后,換成相反方向的水平恒力乙。當甲、乙具有相同的作用時間時,物體剛好到達原點,不過物體的動能為32J。求物體運動過程中,甲、乙分別做功多少?
分析:該題目創(chuàng)設的情景并不復雜,但給出的已知量較少,且涉及運動、力、功能關(guān)系等諸多知識點,難度較大。不少學生設參求解,列出的公式較多,計算繁瑣。事實上,采用圖像法進行求解可獲得事半功倍的解題效果。根據(jù)對題目的分析,做出物體的速度-時間圖像,如圖5所示。物體的位移是速度圖線和時間軸圍成的面積。因為物體的位移為零,表示在圖像上為:△OAE的面積和△EBC的面積相等。另外,由幾何知識可知,△ADC的面積和△ADB的面積相等,顯然△OAB和△DCB的面積相等。
采用圖像法解答該題目,可以看出解題過程及計算均較為簡單。通過該題目的講解對提升學生的解題能力具有積極的促進意義。
四、結(jié)論
高中物理知識點多,試題類型復雜多變,提高學生的解題能力一直是任課教師討論的重要話題。圖像法是一種重要的解題方法,可簡化計算,降低解題難度,提高解題效率,因此,教師應注重圖像法的應用講解。本文通過研究得出的結(jié)論有:
1.圖像法解題對學生的綜合素質(zhì)要求較高,一方面,教師應深刻、透徹講解一些基礎知識,使學生對物理概念、定理有全面、深入的理解;另一方面,對常見物理圖像進行分析,不斷提高學生的讀圖能力,為學生更好的應用圖像法解題奠定基礎。
2.在高中物理教學中,教師一方面講解一些例題,培養(yǎng)學生運用圖像法解題的意識,使學生認識到圖像法解題的優(yōu)點;另一方面,為使學生運用圖像法靈活解答各類物理試題,教師還應多對學生進行訓練,使學生掌握圖形法應用技巧及注意事項。同時,教師還應講解一些新穎題目,不斷提升學生應用圖像法解題的能力。
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