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高中物理“图像法”解题技巧总结

发布时间:2018-11-14  点击量:

作者:张万武
  【摘要】图像不仅能够使抽象的概念变得形象直观,描述物理量间的函数关系,还可以准确地表达出我们很难用语言表述清晰的内容。使用图像法解答物理问题,既能够降低学习难度,又能够帮助我们避免复杂多变的运算过程,对学习物理知识很有帮助。基于此,下面主要对高中物理“图像法”解题技巧进行总结。
  【关键词】高中物理图像法解题技巧图像法是描述物理规律的一种方法,在解答物理问题中应用图像法,我们能够准确理解图像的物理意义,针对问题寻找突破点。从应用效果来看,应用图像法解答物理问题是一种行之有效的方法,具备明显的优势。因此,我们需要提高对它的重视。
  一、高中物理图像法概述
  在高中物理知识中应用图像法解答问题的案例有许多中,具备较强的实用性。如我们在学习电场线描述电场这一知识时,其作为一种特殊形式的电场,我们很难使用常规语言去形容它,对我们而言是一种挑战。但是万物皆有属性,虽然我们不能使用精准的语言去阐述物质的本质,却可以利用图像清晰找到问题的突破口,将晦涩难懂的问题转换成具体形象的物理关系,在理清多种变量后,我们即可轻易解答问题。
  图像法对于我们而言,不仅仅是一种辅助学习的工具,更是一种提高解题效率与质量的方法。在解答物理问题时应用图像法,能够清晰观察到物理量的变化过程,解题思路变清晰的基础上,节省了大量的解题时间。在学习物理知识过程中,我们会接触到许多形式的物理图像,如布局图、结构图、示意图、运行图、电路图、状态图、光路图等。在解答物理问题时,我们需要依据问题条件,选择不同的图像,合理轉换物理变量,分析其中的变化过程,最终求出结果。
  二、高中物理图像法解题技巧
  其一,做到熟悉多种物理图像;其二,正确解读物理图像的真实意图;其三,弄清楚物理图像中横纵的物理含义,明确图像中的斜率、面积及极值点,优先确定图像起始点,随后判读相关条件;其四,依据物理量的运动过程,准确画出物理图像。其五,依据物理问题,梳理物理量间的函数关系式,从而准确解决问题。需要注意的是,并不是所有的问题都适合使用图像法解决,需要考虑多项因素后,选择是否应用。
  三、高中物理“图像法”解题类型
  1.匀变速运动的图像
  物理图像作为数与形相结合的产物,使具体与抽象想结合的体现,其能够直观、生动的展现两个物理量间的关系,清晰阐述物理过程,对学生解答物理问题而言具有帮助。
  例1:图所示,为甲乙两物体在同一直线上运动的位置坐标随x随时间t变化的图像,已知甲做匀变速直线运动,乙做匀速直线运动,则在0~t2时间内,下列说法正确的是()。
  A.甲做匀减速直线运动
  B.乙做变速直线运动
  C.0~t1两物体平均速度大小相等
  D.两物体的运动方向相反
  解:A.根据位移图像的斜率等于速度,知甲沿负方向做匀速直线运动,故A错误;B.乙图像切线的斜率不断增大,说明乙的速度不断增大,做变速直线运动,故B正确;C.根据坐标的变化量等于位移,则知,0﹣t1两物体位移大小不等,方向相反,所以平均速度不等,故C错误;D.根据位移图像的斜率等于速度可知,甲的速度为负,乙的速度为正,即两物体的运动方向相反,故D正确。故选:B、D。
  2.振动图像与波动图像
  在解答有关振动图像与波动图像的问题时,首先,我们要准确判定图像中哪一个是波动图像,哪一个是振动图像,关键在于周期与振幅;其次,在确定图像后,选中振动图像准确找到对应波动图像中的质点,质点所在的位置就是波动图像的具体时刻;最后,从振动图像中找出该质点在波动图像中的那一时刻的振动方向,然后再确定波的传播方向及其他问题。
  3.力学方面
  当前,描述物理量的方法有许多种,图像法是一种常见的方法。力学中涉及到图像问题的内容比较多,我们能够借助图像收集关键信息,提取问题中涉及到的函数关系巧妙解答问题,能够有效节省我们的学习时间。需要注意的是,各段时间内对应的位移等于此段时间内图线与坐标轴包围的面积,全程的位移则是时间轴上方与下方图线所围面积的差。
  例2:研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t0=0.4s,但饮酒会导致反应时间延长。在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v0=72km/h的速度在试验场
  的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=39m。减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动。取重力加速度的大小g=10m/s2。求:
  (1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间;
  (2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少;
  (3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值。
  4.电磁感应方面
  通过总结物理问题我们能够得知,电磁感应的图像问题较为多变,有时是依据电磁感应现象发生的过程,确定图像的正确性与否,有时是依据不同的图像进行计算。图像问题既可以结合法拉第电磁感应定律,又可以结合右手定制、安培定制,对于我们而言有一定难度。通常情况下,我们在解答图像问题时,首先精准判定图像的类型,并解读电磁感应的具体过程;其次,依据问题设定情况,选择适当的物理对应关系,找寻图像中的对应位置;最后,依据所学知识计算多个数值,从而求解问题。
  以下图为例,通过观察我们能够看出图(a)中的线框绕E点转动,通过线框的磁通量都没变化,所以线框中没有感应电流.在转动的过程中每条边都在做切割磁感线运动,则每条边都相当于电源,根据右手定则,可以判断出电源的正负极,知C点比F点高U,D点也比F点高U。所以C、D两点电势相等;此外,图(b)中的线框向右平动,通过线框的磁通量都没变化,所以线框中没有感应电流.在平动的过程中CE边、DF边在做切割磁感线运动,则两条边相当于电源,根据右手定则,可以判断出电源的正负极,F点比D点电势高,C点和F点相等,所以C点电势比D点电势高。
  例3:如图所示,在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面。一导线框abcdefa位于纸面内,框的邻边都相互垂直,bc边与磁场的边界P重合,导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从t=0时刻开始,线框匀速横穿两个磁场区域。以a→b→c→d→e→f为线框中的电动势e的正方向,以下四个e-t关系示意图中正确的是()。
  四、结束语
  综上所述,在解答物理问题时,我们需要巧用图像法将多种难以理解的物理过程转换成形象生动的物理图像,将抽象的代数关系转换成几何关系,以此降低解题难度,无形中提高我们的解题能力。


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