杨鑫

【摘 要】 高中物理中，无论是动力学知识，还是实验观察，都会涉及多对象、多过程的分析，而利用物理图就可以实现化繁为简的处理。本文就高中物理必修内容的直线运动、曲线运动、实验观察，及电磁学知识中的一些典型的物理图的应用，从方法上加以分析提炼，以体现出图解物理的直观与简洁。

【关键词】 物理教学  巧妙用图  方法归纳

皮亚杰在发生认识论中提出的图式，是表象与概念的组合，是形象与抽象的结合。而画图思考的过程中，学生用眼睛看，用手去画，用脑去思考，实现人与外界的间接的相互作用。得出抽象的概念和规律相对应的图，是一种概括化的，并从客观世界抽象出典型的物理特征且反映物理规律的图。这种图就是一种物理模型，是形象思维与抽象的产物。学生通过对物理模型的掌握，去同化和顺应头脑中原有的图式，在不断建立新的平衡的过程中掌握了物理知识，这也是图解物理的心理学依据。

一、挖掘图与物理过程的联系

关于物理中图的重要性的一个有力佐证就是，翻开高中物理教材，随便哪一节内容中都有相关的物理图作为辅助。此外，在生产生活中，建房造桥前都要有相关的工程图、结构图。工业制造中也必须有设计研发图，生产流程图。所以图在生产生活中无处不在。那么很自然，对于基础学科物理的学习中，理应体现出图的重要地位。

因此，在讲解物理过程时教师要培养学生运用图解的能力，教会学生准确理解相应的物理过程在图解中的表示方法。例如：物体从起点运动到终点时的位移可以用v-t图解的面积表示，电源的内阻r可以用U-I图解的斜率表示等等。

教师还要引导学生认真分析、理解图解的内涵和外延，使对复杂过程的抽象理解转化为清晰、直观的图解认识，使得学生的思路更加清晰、巧妙、灵活。例如：变力做功、非匀变速运动、求解交流电的有效值等过程我们都可以用图解法表示出来。

另外，在教学中应注意方法，让學生更容易理解。比如在讲授匀速运动的时间位移图解时，有些学生由于没有很好地掌握位移的概念，又不结合实际分析，轻易地把该图解理解为物体的运动轨迹。也有少数学生读不懂这类图解，在数学中这是很简单的直角坐标和正比例函数关系，在此有必要对比着讲解。又如讲振动图解时，也有学生把图解与振子的轨迹混淆，振子的振动过程分析不清。学习了波形图后，如果学生自己不理解两类图解的含义，要分清楚振动图解和波形图并不容易。波动看前，振动看后，这些细节之处看起来不重要，然而这是培养学生分析问题、应用数学手段处理问题的能力和提高思维能力的最佳例子。实际上解决物理问题的关键在于构建物理模型，将实物和文字表述用理想模型和图解表示出来。学生要做到这点，要靠平时多看、多练。同时也要求教师在课堂上多示范。

二、利用图解物理的方法

图解物理的过程就是，第一步仔细审题同时划出关键词;第二步将题目转变成相应物理图，注意需在图上进行详细的物理量的标注，目的是尽可能完整地展示题目的原意;第三步对应着图而列出相关的物理关系式并求解;第四步结合题图进行必要的分析讨论。

例如，受力分析图与运动分析图相结合，能方便解决动力学问题。高一物理的匀速圆周运动中，处理常规问题的关键就在于：1. 从受力分析角度找出物体所受的合外力，即外界对做圆周运动的物体所提供的向心力;2. 从运动学角度分析做匀速圆周运动的物体运动时需要的向心力。再利用圆周运动物体的受力的供需关系进行列式求解即可。

例：球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成θ角，求小球做匀速圆周运动的角速度ω。

再如：如右图所示的单摆模型，在图中C位置时，悬线与竖直方向的夹角为θ，摆长为L，如已知此时线的拉力为T，求小球此时的速度大小。

解析：与上题的图对比可发现，上题为水平面内的圆周运动，而本题则属于竖直平面内的圆周运动，因而从图中可以看出圆心的位置不同，然后根据在圆周运动中指向圆心的合外力提供向心力，就可列出所供向心力的表达式。还有由本图很容易发现，小球到圆心的距离就是摆长，进而得到半径。可得：T-G1=Fn 即 T-mgcosθ=mv2/L，解出方程就可。

结合这两题的求解过程可以发现，所供合外力的正确求解需结合受力图和圆心的位置图，而所需的向心力中的半径的表达式也需结合圆心位置图。而图画好后，则只需看图列式就可以了。对于较为复杂的圆周运动，如多对象的问题，也只要用上面的分析方法，列出对应的表达式进行求解对比就可以得出答案。

总之，图解能直观、形象地简化物理过程，是快速解题的一种有效方法，但如何让学生掌握这种行之有效的方法、提高学生运用图解的能力是教师在教学中应该重视、思考的问题。因此在教学中应提倡解析法与图解法的有机结合。两种形式之间是可以相互补充、相互转化的，数缺形时少直观;形少数时难入微。应该说利用图是解决物理问题的一种重要手段，教师在平时的教学中要善于培养学生识图、建图、用图的能力，努力提高学生的基本素质。

参考文献

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[2] 申探禄.数形结合与物理图解[J].物理通报，2001（1）：11-12.