严琛

【摘 要】图像法在中学物理中的应用十分广泛，这是因为它具有如下优点：能够直观、形象、简洁地展现两个物理量之间的关系，展示物理情景，清晰地表达物理过程，正确地反映实验规律。

【关键词】初中物理；物理图像；解题运用

我们可以用文字来描述物理规律，还可以用图象来描述.利用图象解决物理问题描述物理规律的方法称之为图象法。物理图象有很多类型，如模型图、受力分析图、过程分析图、矢量合成分解图、函数图象等。图像能够根据题意把复杂的物理过程简洁的表示成物理图像，将物理量间的代数关系转变为几何关系，运用图像直观、形像、简明的特点，来分析解决物理问题，由此达到化难为易、化繁为简的目的，所以图像法可以提高学生的解题速度，高中阶段有很广泛的应用。

物理图像能形象地表达物理规律、直观地描述物理过程、清晰地反映物理量间的函数关系。用图像法解题不但快速、准确，而且可以避免繁杂的中间运算过程，甚至还可以解决用解析法无法解决的问题。

一、运用题目给定的图像解答物理问题

在运用题目给定的图像解答物理问题时，首先要做到：1.看清坐标轴所表示的物理量以及物理量的单位，明确因变量（纵轴表示的量）与自变量（横轴表示的量）的制约关系；2.看图线本身，注意观察图像中的图线是直线、曲线，还是折线，分析图线所反映物理量的变化趋势，进而明确图像反映的物理内涵；3.看交点，分清两相关量的变化范围及给出的相关条件，明确图线与图线、图线与坐标轴的交点（截距）、图线斜率、图线与坐标轴围成的“面积”的物理意义。

在看懂以上三个方面后，进一步弄清“图像与公式”“图像与过程”“图像与物理量”之间的联系与变通，以便对有关的物理问题作出准确的判断。

二、根据题设去作图、运用图像解答物理问题

在运用图像法求解物理问题时，还需要具有将物理现象转化为图像问题的能力。具体方法是：1.认真审题，从题中所需求解的物理量，结合相应的物理规律确定所需的横纵坐标表示的物理量（有时还需确定原点的坐标）；2.根据题意，找出两个物理量的制约关系，结合具体的物理过程和相应的物理规律作出函数图像；3.由所作的图像结合题意，运用函数图像进行表达、分析和推理从而找出相应的变化规律，再结合相应的数学工具，求出相应的物理量。

例2.部队集合后出发沿直线前进，已知部队前进的速度与到出发点的距离成反比，当部队行进到距出发点距离为d1的A位置时速度为v1，求

（1）部队行进到距出发点距离为d2的B位置时速度为v2是多大？

（2）部队从A位置到B位置所用的时间t为多少？

解析（1）已知部队前进的速度与到出发点的距离成反比，即有公式v=k/d（d为部队距出发点的距离，v为部队在此位置的瞬时速度），根据题意有v1=k/d1 v2=k/d2

∴v2=d1v1/d2

（3）部队行进的速度v与到出发点的距离d满足关系式d=k/v，即d-1/v图像是一条过原点的倾斜直线，由题意知，部队从A位置到B位置所用的时间t即为图中斜线图形（直角梯形）的面积.由数学知识可知t=（d1+d2）（1/v1-1/v1）/2.

（1）根据图像可知：断点位置在x等于

_____cm处，电源电压U0等于_____V；

（2）电阻R等于多少欧姆？

（3）从断点处滑片P向左滑动的过程中，该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化为多少欧姆？该滑动变阻器电阻丝没有断路时的总电阻值是多少欧姆？

解析：（1）根据图像可知：断点位置在x等于5cm处，电源电压U0等于1.50V

（2）当电流表读数为I1=0.15A时，电压表读数为U1=1.35V

则：U1=U0-I1R 得R=1Ω

（或当电流表读数为I2=0.30A时，电压表读数为U2=1.20V据U2=U0-I2R

解得R=1Ω；也可由过断点后的其他电压、电流值计算得出）

（3）当x=5cm时，设滑动变阻器接入电路中的电阻为R1

当x=10cm时，设滑动变阻器接入电路中的电阻为R2

U1=I1R1

得R1=9Ω

U2=I2R2

得R2=4Ω

故滑动变阻器滑动5cm电阻的改变量。

是ΔR=R1-R2=5Ω

所以从断点处滑片P向左滑动的过程中，该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化是1Ω。

该滑动变阻器没有断路时的总电阻值R总=9Ω+5cm×1Ω/cm=14Ω

用物理图像高效解题，是针对题目给出的条件，选用图像的物理意义与对应的物理量进行转化解题。物理图像能形象地表示物理量间的关系和直观表达繁琐的物理过程，因此，对于有些过程复杂、运用公式法难以求解、或有些通过定性分析难以展开思路的问题，利用物理图像面积与表示某一过程的物理量相对应或与表示某状态的物理量相对应的特点，形成清晰的解题思路，使解决问题简捷、方法巧妙。也有利于学生把抽象思维和形象思维结合起来，体验数形结合的思维方法在解决物理问题中的应用及有效提升分析问题和解决问题的能力。

物理图像的教学功能不仅仅是对知识的延伸，它还贯穿着对思想方法的教学。学生理解图像的功能和特点，就能利用图像“多、快、好、省”地解决问题，用直观、简练的手段从另一角度深刻地表达物理内涵，有助于培养思维能力和解题能力。