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试论图像法在高中物理教学中的应用

2018-02-16朱海涛

文理导航 2018年35期
关键词:高中物理应用教学

朱海涛

【摘 要】高中物理涉及较多图像,对学生的读图能力、分析问题的能力要求较高,是各类测试的常考点。为使学生切实掌握物理图像的相关知识,教师应做好相关题型的总结,注重讲解图像法在高中物理教学中的应用,以进一步提升学生的解题能力及物理素养。

【关键词】图像法;高中物理;教学;应用

物理图像可直观、形象地揭示物理规律及物理量之间的关系,是分析物理问题的常用工具,相关题目常出现在高考中且占较高分值。然而部分学生基础知识薄弱,对图像理解不深入,不会应用图像法解题,导致解题过程复杂,计算繁琐,出错率较高,因此,在教学实践中,教师应注重图像法的应用,引导学生分析相关图像,加深学生对物理图像的理解,使学生将其灵活应用到解题中。

一、提高学生图像法解题意识

学生对物理图像并不陌生,学习中时常遇到,包括速速—时间、速度—位移、力—时间图像等,并会分析一些常见图像,但是却很少运用图像法解物理试题,其原因在于:一方面,图像法是对题干各种物理量关系的概括,难度较大,很多学生面对题目不知道如何作图;另一方面,学生使用图像法解题的意识薄弱,多数学生倾向于用物理公式解题,对一些题目而言,使用物理公式虽能解答出来,但计算步骤复杂,解题效率不高。因此,在教学实践中,教师应注重提高学生利用图像法解答物理试题的意识,通过讲解相关题目,使学生意识到图像法解题的便利及优势。

例1:如图1,两等高、总长度相等的光滑斜面顶端各固定形状、重量、材质相同的a、b小球。某一刻小球从顶端由静止释放,不考虑小球转折处的能量损失,则下列说法正确的是( )。

A.两小球同时落地     B.b球先落地

C.两球落地时速率相等   D.a求先落地

分析:该题目看似简单,但仍需认真分析才能得出正确结果。经分析,由动能定理可知,小球到达斜面底部时,重力做的功相同,即小球拥有的速率相同,C项正确。但很多学生不知道怎么判断两个小球哪个先落地,一些学生设出小球的加速度进行分析,虽然能够分析出来,但花费时间较长。此时,教师可引导学生认真分析小球运动过程,画出两个小球的运动图像,如图2,由图2可清晰看出b求落地时的时间较短,因此,b球先落地,B项正确。运用图像法解答物理题目,简单明了,计算少、正确率高。

二、加强对学生图像法解题的训练

图像法解题可简化解题过程,使学生迅速、正确解题。但图像法解题对学生的综合素质要求较高,既要深刻理解物理试题创设的情景,又要清晰认识物体在各阶段的运动过程及物理量的变化,因此,为使学生掌握图像法解题的技巧,教学实践中,教师一方面,注重收集一些典型例题,对学生进行针对性训练;另一方面,傳授应用图像法解题的技巧,即认真审题,明确研究的过程,合理选取研究对象,将物体在每个运动环节的运动情景搞清楚、弄明白。

例2:如图3,A、B物块的质量相等,中间相连于一轻质弹簧,B的长度足够长。系统处在光滑的水平面上,不计所有摩擦力。弹簧最初处于原长状态,运动期间弹簧均在弹性限度内。给物块A施加一个水平恒力。A、B从静止开始到第一次速度相等的过程中,下列说法正确的是( )。

A.当A、B具有相同加速度时,系统具有最大的机械能

B. 当A、B具有相同加速度时,A、B之间具有最大速度差

C.当A、B具有相等速度时,A的速度达到最大

D.当A、B具有相等速度时,弹簧具有最大的弹性势能

根据图像不难看出,A、B具有相同加速度时,机械能并不是最大,但两者具有的速度差最大,因此A错、B对。运动过程中A的速速不断增加,但加速度逐渐减小,当A、B达到相同速度时,速速达到最大,C正确。图像围城的面积为A、B的位移差,即,弹簧被拉伸的长度,可知当A、B具有相同速度时,弹簧具有的弹性势能最大。

利用图像法解答高中物理试题,可以清晰观察到运动物体物理量的变化,加深学生对题目情景的理解,迅速对答案进行判断。

三、提升学生图像法解题技能

为使学生灵活应用图像法解答物理试题,提高学生的解题能力,教学实践中,教师应总结、展示一些经典物理试题,鼓励学生运用图像法进行解题。同时,为增强学生的自信心,教师应走下讲台,了解学生的作图情况,及时给与点拨。实践表明,当学生得出正确答案时,成就感油然而生,遇到相关物理试题时,便首先考虑使用图像法进行解答。

例3:一物体停放在光滑水平面上,向物体施加水平恒力甲,作用一段时间后,换成相反方向的水平恒力乙。当甲、乙具有相同的作用时间时,物体刚好到达原点,不过物体的动能为32J。求物体运动过程中,甲、乙分别做功多少?

分析:该题目创设的情景并不复杂,但给出的已知量较少,且涉及运动、力、功能关系等诸多知识点,难度较大。不少学生设参求解,列出的公式较多,计算繁琐。事实上,采用图像法进行求解可获得事半功倍的解题效果。根据对题目的分析,做出物体的速度-时间图像,如图5所示。物体的位移是速度图线和时间轴围成的面积。因为物体的位移为零,表示在图像上为:△OAE的面积和△EBC的面积相等。另外,由几何知识可知,△ADC的面积和△ADB的面积相等,显然△OAB和△DCB的面积相等。

采用图像法解答该题目,可以看出解题过程及计算均较为简单。通过该题目的讲解对提升学生的解题能力具有积极的促进意义。

四、结论

高中物理知识点多,试题类型复杂多变,提高学生的解题能力一直是任课教师讨论的重要话题。图像法是一种重要的解题方法,可简化计算,降低解题难度,提高解题效率,因此,教师应注重图像法的应用讲解。本文通过研究得出的结论有:

1.图像法解题对学生的综合素质要求较高,一方面,教师应深刻、透彻讲解一些基础知识,使学生对物理概念、定理有全面、深入的理解;另一方面,对常见物理图像进行分析,不断提高学生的读图能力,为学生更好的应用图像法解题奠定基础。

2.在高中物理教学中,教师一方面讲解一些例题,培养学生运用图像法解题的意识,使学生认识到图像法解题的优点;另一方面,为使学生运用图像法灵活解答各类物理试题,教师还应多对学生进行训练,使学生掌握图形法应用技巧及注意事项。同时,教师还应讲解一些新颖题目,不断提升学生应用图像法解题的能力。

【参考文献】

[1]金玉权.图像语言在高中物理教学中的应用研究[D].哈尔滨师范大学,2018

[2]余安琪.基于思维导图的高中物理单元设计案例与研究[D].湖南师范大学,2017

[3]陈命贤.高中物理图像法考点归类与例析[J].华夏教师,2017(03):20

[4]欧阳芬.数学图象法在高一物理教学中的应用研究[D].江西师范大学,2016

[5]陈媛媛.图像法在高中物理教学中的应用研究[D].江西师范大学,2016

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