高中物理图像法解题的研究

安呈龙

(山东省单县第一中学 274300)

物理规律可以用文字来描述,也可以用数学函数式来表示，还可以用图像来描述.图像法作为一种数学工具,常被用来分析处理数据，将数据的特点直观、形象地反映出来，从而有助于得到一般规律.使复杂的问题简单化，抽象的问题具体化，找到简洁明了的解决问题的思路和方法.从而避免复杂的运算过程和推理过程，还可以表述一些语言无法准确表述的内容.具有很强的实用性.

一、图像法在结题的时候的具体应用

1.斜率在解题中的应用

斜率是物理图像中的一个重要的因素，它是以图像打开关系式的钥匙，把握好斜率的意义以及用好斜率，对于解题有着很大的帮助.下面举例说明斜率问题中应当注意的题型.

图1

例题1 在U-I图像中，研究小灯泡的伏安特性曲线，如图1所示.A点所对应的电阻是A点的切线斜率吗？

2.面积在解题中的应用

物理图像中的不仅可以反映物理量的变化规律以及不同物理量之间的关系，而且图像与坐标轴所围成的面积往往能代表第三个物理量，其物理意义因坐标轴的含义不同而不同.明确图像与坐标轴围成的面积所表示的实际物理意义是解决问题的关键.

例题2 一列客车以v1的速度前进, 司机发现前面同一轨道上有列货车正以速度v2匀速前进(v2

图2

解析此题是典型的追击问题和相遇、相撞问题.两车的速度曲线和时间轴围成的面积即为当前时刻两车的位移，要解决两车是否相撞的问题只需知道，后车与前车的位移之差的最大值也就是v1与时间轴所围成的面积与v2与时间轴所围成面积的最大值是不是大于在时间起点处两车的距离即可.由图2很容易发现在t0处，两者的位移之差是最大的，并且位移之差等于阴影部分的面积.问题迎刃而解.

3.交点在物理解题中的应用

物理图像的交点往往代表重要的含义，它是两种不同物理过程交汇的反映，表明了不同物理过程在当前状态是同质的.不同图像中的交点所具有的物理意义应根据图像所反映的物理规律具体分析判断.

图3

例题3 如图3所示，两条曲线分别是电阻的功率-电流曲线以及电源的功率-电流曲线图，试问电源内阻以及电源电动势分别为多少？

解析C1、C2分别为串电阻直流电流中的电阻特性曲线和电源特性曲线，交点代表此处内外功率相等，并且电流相等，我们可以得知电源内阻和此时的外阻阻值大小相等.我们由电阻特性曲线，根据焦耳定律容易求得电阻在此处的阻值为1Ω，所以电源内阻也是1Ω，结合电流、电压和电阻的关系不难求得电源电动势是4V.

二、利用图像法解题时候应注意的问题

应用图像法解决问题直观，简洁，计算量小，但往往容易出错，应该注意以下问题：

1.搞不清楚纵轴和横轴所代表的物理量.不能够明确要描述的是哪两个物理量之间的关系.

2.对图像造成误解，比如很容易将速度时间图像误解成图线就是表示物体实际运动的轨迹.

3.学生不能真正从物理意义上认识图像．对于有特殊意义的要素比如截距、斜率、图线所围面积、两线交点等不能看出其中隐含的物理意义.

以上的问题是在做题中所总结的易混点易错点，应当在结题的过程中引起足够的注意.

参考文献：

[1]琚鑫，岳凌月，王邦平.物理图像在高中物理教学中的功能[J].物理教师,2011(2).

[2] 蒋永涛. “ 斜率”——架起物理与数学的桥梁[J]. 物理教学探讨, 2012,30(443):46-47.

[3]李伟华. 用图像解决物理问题[J]. 凯里学院学报, 2010, 28(3):128-129.