朱鯉容
摘? ?要:在近幾年的福建省中考中,圖象題型越來越受到重視,出現(xiàn)的頻率也越來越高。通過分析典型例題,引導學生經歷識圖、析圖、用圖三個過程,結合物理規(guī)律解決物理圖象問題,從而進一步促進學生數(shù)形結合的邏輯思維的提升。
關鍵詞:中考;圖象;用圖;數(shù)形結合
引言
物理圖象可以直觀反映物理量之間的關系,從而可以形象,直觀地看出物理過程。物理圖象的考查往往都是以數(shù)學中的正比例函數(shù)、反比例函數(shù)和一次函數(shù)為依據(jù),結合物理情境來考查的一種方式。在近幾年的福建省中考中備受關注。但是,初中生利用物理圖象來解決物理現(xiàn)象和物理規(guī)律的能力還不足。本文將結合初中生的實際情況,利用經典試題,通過識圖,析圖,用圖三個過程,讓學生領會圖象在解決物理問題的思路和方法。
1? 學會識圖
對于解決坐標軸物理圖象問題,要從以下幾個方面入手:一看坐標軸,關注兩坐標軸表示的物理量、單位及其單位長度。由此可以知道圖象所表示的物理意義。二看點,關注圖象中的起點、交點、拐點和終點的意義;通過點可以說明物體所處的物理狀態(tài)。三看線,關注線的曲直、升降,通過觀察線段可以明確物體所處的物理過程。
教學片段1
教師利用PPT展示圖片。
師:大家可以首先觀察圖象的橫縱軸所表示的物理量,從中可以獲取哪些信息?
生1:這是s-t圖象,可以在圖象中看出物體在每一個時刻所對應的運動路程。比如:物體從原點出發(fā),t=10 s時,物體運動到20 m處,在t=20 s時,物體運動到40 m處等。
生2:通過觀察線段,可以看出:物體在前20 s做勻速直線運動;之后20 s內物體的路程不變,處于靜止狀態(tài);最后物體繼續(xù)做勻速直線運動。
師:很棒,其他同學同意嗎,你還能從圖象中獲取哪些信息?
生:在物體做勻速直線運動過程,可以求出物體的運動速度.在0-20 s內,物體的速度是2 m/s,40-50 s內,物體的速度是 6 m/s.從而可以比較出物體運動的快慢。
為了幫助學生進一步學會識圖,可以通過圖2展示。
圖2是關于熱學的圖象題型,在教學過程中,學生已經在圖1的分析中學會了看圖的關鍵:首先看軸,明確軸所表示的物理量;其次看點,明確每個點所對應的物理意義;最后看線段的趨勢,明確物理過程。學生通過教師的引導,能夠學會看圖,同時在學生的表達和小組討論補充的基礎上,達到不錯的教學效果。
通過力學中的v-t圖象和熱學中的凝固過程的T-t關系的圖象,引導學生會看圖,明確圖象題型的解題思路,即:看軸是基礎,看點是關鍵,看線是核心。
2? 學會析圖
關于正比例函數(shù)y=kx和反比例函數(shù)y=k/x的圖象分析過程中,分析的思路是在變化中尋找不變的量,解題的方法是取點分析,計算圖象中各點所對應的坐標值的比值或乘積。對于一般的函數(shù)圖象,方法是利用動態(tài)取點或者取段的方法來分析物理量之間的定性關系。
在實際教學中,首先會給學生展示以下兩個圖片,引導學生進行析圖:
如圖3,這是I-U的圖象,通過觀察圖象的趨勢可知,這是正比例函數(shù)的圖象.用取點法或者取段法來分析,可知U/I=10 Ω。從而可以知道,導體電阻一定時,通過導體的電流和導體兩端的電壓成正比。
如圖4,是I-R的圖象,通過觀察圖象的趨勢可知,這是反比例函數(shù)的圖象。利用取點法來計算,可知IR=2.5 V。從而可知,在導體兩端電壓一定時,通過導體的電流和電阻成反比。
下面結合實際教學過程中的例題評析來展開論述。
教學片段2
【例題1】如圖5所示,為甲、乙兩物體自西向東運動的s-t圖象,根據(jù)圖象你能獲取哪些信息?
教師展示圖片。
師:同學們,你們能根據(jù)識圖的三個步驟進行析圖嗎?來嘗試一下。
生1:這是s-t圖象,由O點可知:甲、乙起點相同,表示同時同地從原點向東出發(fā);在t1時刻,甲運動的路程比乙的遠;在t2時刻,甲、乙相遇了,通過的路程為s2;在t3時刻,乙運動的路程比甲遠;t3-t4時間段內,甲、乙圖象的交點可知,甲、乙第二次相遇;在t4時刻,甲超過了乙,運動的距離比乙的遠。
生2:從線段的趨勢,可以獲取物體的運動狀態(tài):乙在0-t4時間段內,一直保持勻速直線運動狀態(tài).而甲在0-t1時間內,做勻速直線運動,根據(jù)v=s/t,甲運動的速度比乙快;t1-t3時間段內甲保持靜止;t3-t4時間段內加再次做勻速直線運動且速度大于乙。
師:兩位同學分析的非常好(全班掌聲)。在分析線段時,同學可以根據(jù)圖象,利用取段法,結合公式,明確物體的運動狀態(tài)。這里很好地利用了分析圖象時的關鍵思想:在變化中尋找不變的量。
【例題2】物體在粗糙水平地面上做直線運動,當物體在水平推力F1、功率為P1作用下運動情況如圖6甲所示;當物體受到水平推力為F2、功率為P2作用下運動情況如圖6乙所示。試比較F1和F2,P1和P2的大小關系。
師:這道題哪位同學愿意上來分析?(教師放手讓學生上臺講解,其他同學認真聽,并補充)
生:甲圖是s-t圖象,物體做勻速直線運動,且根據(jù)速度公式,利用取點法可求得v甲=2 m/s,乙圖是v-t圖象,物體做勻速直線運動,v乙=4 m/s;所以v甲 析圖環(huán)節(jié)是在識圖的基礎上,引導學生利用數(shù)學中的函數(shù)關系并結合物理公式或者物理規(guī)律,在變化中尋找不變的量的思想來解決問題的。 3? 學會用圖 用圖的一般思路是,根據(jù)圖象信息獲取有用的物理信息,通過信息來找規(guī)律,從而解決問題。下面對近幾年福建中考中電學常考的圖象題目進行展示解析。在實際教學過程中,通過前面的識圖、析圖后,這里的用圖教學過程,可以放手讓學生自主嘗試與探究,讓學生體會到理解圖象,學以致用,在尋找解決問題的過程中,獲得成功的快樂。 教學片段3 【例題3】如圖7為某電子元件的電路圖和電壓表與電流表關系的圖象,電源兩端的電壓保持不變,R為滑動變阻器,R1和R2都為定值電阻,當開關閉合時,改變滑動變阻器R的滑片位置的過程中,兩電壓表的示數(shù)變化隨電流變化的圖線分別畫在圖7乙所示直角坐標系中[ 1 ],則R1阻值為________Ω。 師:這道題是電學中關于動態(tài)電路的較為經典的題型。首先同學們要會看電路圖,明確電路的連接方式和電表所測量的物理量。 師:哪位同學可以對這道題進行分析? 生:通過圖7甲可知:R、R1和R2是串聯(lián),V1測量R2的電壓,V2測量R和R2的總電壓。圖7乙是U-I圖象,通過線段甲可知,這是一條正比例函數(shù),根據(jù)U/I=10 Ω知,甲線段反映的是測量R2兩端的電壓的電壓表V1隨電流的變化圖象;從而可知乙線段反映的是電壓表V2隨電流的變化情況.根據(jù)在變化中尋找不變的量的思路,利用取點法,抓住電源電壓U和定值電阻R1不變,可以列出兩個方程組,即: U=12+0.2R1? ? ? ① U= 6+0.6R1? ? ? ② 由①②解得:電源電壓U=15 V? ? R1 =15 Ω 師:非常好,這位同學的分析有理有據(jù),條理清晰.熟練地利用了這節(jié)課中對圖象的分析策略。 在物理教學過程中,物理圖象作為一種常用的物理思維方法和研究手段,不是所有的物理問題都能用到圖象法,在引導學生學會用公式與圖象兩種方法同時研究同一物理現(xiàn)象的同時,更要在平時的物理概念與規(guī)律教學過程中滲透圖象思想,讓它成為學生解決問題的一種本能反映[ 2 ]。 圖象題型可以促進學生在復習過程中的知識鞏固,知識遷移,讓學生對物理知識有了整體的,全面的強化,進一步培養(yǎng)學生數(shù)形結合的思維和邏輯思維。同時,能夠更好地幫助學生優(yōu)化解題過程,優(yōu)生領略解題魅力,后進生能夠從圖象中獲取自信。數(shù)形結合,讓物理知識更有靈魂。 參考文獻: [1] 楊杰. 物理圖象題的解題方法[J]. 數(shù)理化學習(初中版), 2007(1):41-43. [2] 胡炳元,黃曉.物理課堂教學行為研究及案例[M].江西:江西教育出版社,2009.