让学生学会用图像法处理物理问题

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1、让学生学会用图像法处理物理问题中学物理中常用的解题方法有：图象法、临界法、极值法、整体法、隔离法等，这些解题方法是中学物理思维方法体系的主要构成部分，在各地的高考题中均有所体现，因此，在教学过程中要让学生逐步学会使用这些方法。这里我们重点研究一下让学生掌握图象法。在高考考试说明中有“能应用图象进行分析”的要求，图象表达是处理物理问题能力的一个重要方面。在近年来新课标区的高考中，均有一定数量的图形考查题出现，特别是电磁感应图象问题、交变电流图象问题和有关v—t图象的题目各地几乎年年必考。一、中学物理中涉及的重要图象力学中主要包括位移—时间

2、图象(x—t图象)、速度—时间图象(v—t图象)等；电学中的U—I图象、交流电图象、电磁感应图象等；在实验中也涉及不少图象，如验证牛顿第二定律时要用到a—F图象、a—图象，用“伏安法”测电阻时要画出I—U图象，测电源电动势和内阻时要画U一I图象；在各类习题中图象问题也是频频出现。二、应用图象解题的意义1．图象法解题不仅思路清晰，而且在很多情况下可使解题过程得到简化，比解析法更巧妙、灵活。在有些情况下运用解析法可能无能为力，但是应用图象法则会迎刃而解。2．物理过程可以用文字表述，也可以用数学式表达，还可以用物理图象描述，而从物理图象上可以

3、更直观地观察出整个物理过程的动态特征。3．利用图象描述物理过程一般包括两个方面：(1)将物理过程表述为物理图象；(2)从物理图象上分析物理过程。三、识别图象应注意的问题1．注意坐标轴的物理意义弄清两个坐标轴各代表什么物理量，以便了解图象所反映的是哪两个物理量之间的相互转化关系。有些图象，虽然形状相同，但由于坐标轴所代表的物理量不同，它们反映的物理规律就截然不同。2．注意图象特征注意观察图象是直线、曲线，还是折线等，从而弄清图象所反映的两个物理量之间的关系，进而明确图象反映的物理规律。3．注意截距的物理意义截距是图线与两坐标轴的交点所代表

4、的坐标数值，该数值表示对应坐标轴物理量的特殊值。4．注意斜率的物理意义物理图象的斜率是坐标轴的两个物理量增量之比值，其大小往往代表另一物理量值。如x—t图象的斜率为速度，v—t图象的斜率为加速度、Φ—t图象的斜率为感应电动势、U—t图象的斜率为电阻等。5．注意面积的物理意义有些物理图象的图线与横轴所围面积的数值，代表另一个物理量的大小。如v一t图象中，图线与t轴所夹的面积代表位移，F—s图象与s轴所夹的面积代表功等。学习图象时，有意识地利用求面积的方法，可使有些物理问题的解答变得简便。6．注意拐点的物理意义物理图象的拐点具有一定的物理意

5、义，它是两种不同变化情况的交界，是物理量之间的突变点。下面将结合近年高考的热点作进一步的探究。一、v—t图象的综合应用关键是通过速度图象搞清楚物体的实际运动情况，这一切都离不开要掌握v—t图象的截距、斜率和面积的物理意义。v—t图象的特点1．因速度是矢量，故v—t图象上只能表示物体运动的两个方向，t轴上方代表的是“正方向”，t轴下方代表的是“负方向”，所以v—t图象只能描述物体做直线运动的情况，如果做曲线运动，则画不出物体的v—t图象；2．v—t图象没有时间t的“负轴”，因时间没有负值，画图要注意这一点；3．v—t图象上图线上每一点的斜

6、率代表的该点的加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正负表示加速度的方向；4．v—t图象上表示速度的图线与时间轴所夹的面积表示物体的位移。例1[2009·山东卷]某物体做直线运动的v—t图象如图甲所示，据此判断图乙(F表示物体所受合力，x表示物体的位移)四个选项中正确的是()思路：由v—t图象中各段内图象分析出物体运动的性质，再根据牛顿第二定律分析出物体所受的合力的情况，从而选出答案。在v—t图象中，倾斜的直线表示物体做匀变速直线运动，加速度恒定；受力恒定。解析：由图甲可知0~2s物体做初速度为零的匀加速直线运动，所以0~2s受力恒

7、定，2~4s做正方方向匀加速直线运动，所以受力为负，且恒定，4~6s做负方向匀加速直线运动，所以受力为负，且恒定，6～8s做负方向匀减速直线运动，所以受力为正，且恒定。综上分析B正确。二、电磁感应图象问题电磁感应图象问题可分为切割类和磁通量变化类两种。对切割类电磁感应图象问题，关键是根据E=BLv来判断感应电动势的大小，根据右手定则判断感应电流的方向并按规定的正方向将其落实到图象中。对磁通量变化类问题，感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律来计算。当面积S一定时，∆Φ=S·∆B。要根据B—t图象的斜率(或Φ一t图象的斜率)求感应电动势的大

8、小，根据楞次定律和安培定则判断感应电流的方向。例2如图所示，在x≤0的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xy平面(纸面)向里。具有一定电阻的三角形线框Oab位于xy平面内，线框ab边与y轴平行。令线框从t