引导学生画好示意图

引 导 学 生 画 好 示 意 图
河南省伊川高中 刘敬壮
在学习物理的过程中，不可避免的会遇到一些情景复杂、过程曲折的问题，指导学生排疑解难，提高他们解决问题的能力是教学中的一项繁重的任务。

引导学生画好示意图是最基本而又行之有效的方法，在教学中我们主要引导学生画好受力示意图、运动状态分析图、物理过程展现图等。

强调学生画好示意图有两个目的，一是培养认真审题的习惯，增强对题意理解的能力；二是培养他们把文字信息转换为形象的示意图，把较抽象的问题转变成形象的问题，从而提高思维能力。

一、受力分析示意图
对确定的研究对象进行受力分析是解决物理问题的第一步工作，画好物体受力示意图，不仅能清晰地看到物体受到的各个力的大小和方向，而且还能找到某些力的大小和方向的变化规律。

如重量为G 的物体放在水平面上，当用F 1=10N 的外力水平向右拉它时，物体保持静止，根据力的平衡原理，让学生画出示意图1（a ），并指出
物体受到的静摩擦力的大小和方向（标在图上）；教师启发：若作用在物体上的外力增大到F 2=15N 时，物体仍保持静止，要学生画出示意图1（b ），并在图上标好静摩擦力的大小和方向；教师再启发：若作用在物体上的外力增大到F 3=20N 时物体仍不动，画出示意图1（c ）……，让学生从画出的所有示意图
中寻找物体受到的静摩擦力的变化规律。

指导学生画好示意图，还能帮助他们从复杂变化的情
景中找到解题思路。

如一个质量为m 的物体以初速度v 0竖
直上抛，已知物体在运动过程中受到的阻力大小恒为f ，试f 1=F 1=10N
f 2=F 2=15N f 3=F 3=20N (a) (b)
(c) 图
1
v 0 v ’ G （a ） （b ）
图2
比较物体在上升和下落两个过程中哪个过程用的时间短？
根据阻力的含义，要学生画出物体上升时的受力示意图2（a ），从示意图2（a ）中可以看出物体受到的合力情况，产生的加速度情况，从而可以判断速度变化的快慢。

再让学生画出物体下落时的受力示意图2（b ），从2（b ）图中可以看到物体受到的合力变小，加速度也变小，完成相等位移的条件的情况下，上升过程所用的时间短。

二、运动状态的分析
引起物体运动状态发生变化的原因是物体的受力情况发生了变化，在一些实际情况中，由于运动状态变化的时间非常短，过程完成地太快，使得相关的物理量（如加速度、速度、动能等）变化难以判断。

这种情况，我们可以引导学生依据题意，把运动状态变化的快节奏变成“慢镜头”，要学生画出不同过程的运动状态图，以便于正确理解题意。

如图3（a ）质量为m 的物体置于竖直放置并固定于地面的弹簧上方，物体释放下落与弹簧碰后不分离，在物体与弹簧自接触开始至运动到最低处（瞬间）的过程中，物体受的力、加速度、速度如何变化？我们引导学生按物体运动状态变化的顺序分别画出状态的示意图。

现画出物体下落后与弹簧接触瞬间状态的示意图3（b ），把此时物体的受力、加速度、速度用矢量图表示出来；第二步画出物体压缩了一小部分弹簧后的状态示意图3（c ），同时把物体受力、加速度、速度用矢量表示出来；第三步画物体压缩弹簧，使弹力增大，画好物体受到重力大小和弹力大小相等时的状态示意图
3（d ），同样画各个物理量的矢量图，第四步画出物体继续压缩弹簧，使重力小于弹力的某瞬间示意图3（e ）；最后画出物体将弹簧压至最低点瞬间状态的示意图3（f ）。

a 5
（a ） （b ） （c ）
（d ） （e ） （f ）
图3
学生画好了这五个状态分析图后，不难判断力、加速度、速度的变化规律。

这样纠正了一部分学生认为加速度越大速度也越大的，加速度越小速度也越小的错误认识。

为了加深对上述变化规律的理解，我们指导学生从状态图3（f）开始，把物体被弹簧弹起至最高点的过程中，用状态分析图把物体在不同状态下的受力、加速度、速度用矢量图标出，并找出变化规律。

三、物理过程展现图
有的物理问题情景隐蔽，过程复杂，研究对象不是单个物体，学生在分析问题时感到无从下手。

对这类题目，我们指导学生要根据题意，分析情景的变化，画出（展现）对应的过程变化图，将复杂的、抽象的问题简单化，使隐蔽点明确化，从而把复杂的过程分解为几个简单的分过程。

如1993年高考题：一平板车质量M=100千克，停在水平路面上，车身的平板离地面高度h=1.25米，一质量m=50千克的物体置于车的平板上，它到车尾端的距离b=1.00米，与车板的动摩擦因数为μ=0.20，如图4（a）所示。

今对平板车施一水平方向的恒力F，是车向前行驶，结果物体从车板上滑落下来，物块刚离开车板时，车向前行驶的距离S0=2.0米，求物块落地时，落地点到车尾的水平距离S。

不计路面与平板车及轮轴之间的摩擦，取g=10m/s2。

怎样指导学生画好过程变化展现图？首先要学生读懂题意，理解题目所描述的情景变化，按过程的发展逐一地画好示意图。

现引导学生从题图4（a）开始分析：据题意，车受到恒力F的作用向右水平运动，运动方向确定了，那么车板上的物块怎样运动？启发学生：假设车板光滑且已向右水平运动，物块应落在原位置正下方；但现在是车板与物块之间存在摩擦，物块不可能落在原位置正下方，更不可能向左（后）运动，只有随车向右运动。

从车开始受恒力水平向右运动到物块滑到车尾的瞬间位移过程，此过程中，车对地的位移题中已给出为S0，根据对上述情景的描述，可以引导学生画出过程展现图4（b），从图4（a）到图4（b），学生还可以找到这个过程物
块对地的位移是S
0－b，进而求出物块离开车前的水平速度v
物
和物块离开车的瞬间
车的水平向右的速度v
车。

（物块和车均做匀速运动）
再引导学生分析情景变化的第二个过程，根据过程展现图4（b）物块离开车后
是以v 物水平向右作平抛运动的，展现图4（b ）上的明显标志就防止了部分学生不画
图，仅凭题中“物块从车板上滑落下来”所得到错误结论，误以为物块向左平抛。

物块从离开车板开始到平抛落地为第二过程，学生对平抛运动规律比较熟悉，物块落地的位移S 物不难求出也不难画出，这里要引导学生分析两点：
一是物块离开车向右做平抛后，车上已没有其它物体，车的受力情况发生了变化，加速度也发生了变化，在第二过程中，车做什么运动？对地位移S 车怎么求？
二是物块和车的运动起点相同，都是从物块离开车的瞬间开始，第二过程就是从这里开始，到物块落地结束，很明显，在第二个过程中，物块对地的位移S 物和车对地的位移S 车的起点相同，学生根据对第二过程的分析，不难画出过程展现图4（c ），
而从图4（c ）中很容易找到本题所求为S=S 车－S 物
当然，引导学生根据题意画好示意图仅仅是学好物理的第一步，它能使学生养成良好的学习习惯，但要学好物理仍有许多问题值得探讨。

图4 （c ） （b ）
（a ）。