图像法在物理实验中的应用
中学物理实验中如何用图像法处理实验数据_骆士珍
2014-06
中学物理实验中如何用图像法处理实验数据
文/骆士珍
摘 要：图像法在物理教学中是一种常用方法，图像法的优点在于能比较形象直观地反映物理量变化的规律，同时也应用于其他 很多领域，如，气温的变化、物价的跌涨、传染病发病人数的增减等。结合具体的物理实验阐述图像法在中学物理实验中的应用。
关键词：图像法；成正比；斜率；截距；面积
要有针对性，明确该部分史学的教学目的、教学价值，针对某些物 分析、讨论。
理概念的形成、物理规律的发现过程等，精心选择与其相关的物
2.专题讲座
理学史。
既是对课堂内容的补充，又是活跃课堂氛围、激发学生学习
1.物理规律的发现过程
兴趣的有效方式。
将科学家发现某些物理规律开展物理学史研究性学习课题
誗编辑 郭晓云
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为可能是 W∝v2，就对每个速度值算出它的二次方，然后以 W 为 纵坐标、v2 为横坐标作图（如图 8）。如果这样作出的图像是一条直
斜率表示电池的内阻
r=
E I短
。
线，说明两者的关系是成正比的。
W
W
Er A
Er
V
V
A
甲
乙
O
图7
v
O
图8
v
实验四：测定电池的电动势和内阻
图9 U
伏安法测电池的电动势和内阻实验通常有两种方法：外接法
和内接法（如图 9）。为了减少偶然误差，可采用图像法处理数据：
不断改变变阻器的阻值，从伏特表、安培表上读取多组路端电压 U
和电源的电流 I 的值，然后根据多组 U、I 值画出电源的 U-I 图像，
高三物理图像法高考物理实验方法大全(解析版)
图像法—高中物理实验方法（解析版）物理是一门以实验为基础的学科。
物理学所得出的定律，绝大多数是用实验探索得出来的，也就是通过大量实验来进行观察，实验是学生接受物理知识最符合认识规律的方法，由于物理现象研究是非常复杂的，各种因素交织在一起，这就需要我们来简化实验。
在做物理实验时，仅仅记下一些物理量的大小和实验现象是不够的，还需要将测得的数据进行归纳整理，由表及里，去粗取精，运用数学工具，总结出物理规律，因此，学生经常被一些繁难的运算和大大小小的实验误差所难倒，得不出正确的结论，还有些数据在实验中无法直接测得，而图像法能够很好的解决这些方面的问题。
1．图像法简介物理规律可以用文字来描述，也可以函数式来表示，还可以用图像来描述。
利用图像描述物理规律，解决物理问题的方法就称之为图像法。
图像法通过图像来确定物理量之间的关系，是一种科学探究的基本方法。
用图像法来描述物理过程具有形象直观的特点，可以清晰地描述出其变化的动态特征，把物理量之间的相互依赖关系和线性关系、周期性等清晰地呈现出来，通过图像的比较，学生能够较容易的理解物理过程发现物理规律，这种直观印象有时能透过事物的本质，诱使人们做更深入的探讨，利用图像法思路清晰可以使得物理问题简化明了，还能起到一般计算法所不能起到的作用，可以使物理概念得到进一步拓展，而且图像法能将物理学科和其它学科有机地结合起来，启迪学生的创新意识，培养创造能力，提高学生的综合能力。
在物理实验中应用图像法应注意以下几个方面：①搞清楚纵轴和横轴所代表的物理量，明确要描述的是哪两个物理量之间的关系。
比如加速度与力的关系，加速度与质量的关系。
②图线并不是表示物体实际运动的轨迹。
如匀速直线运动的S－T图像是一条斜向上的直线或曲线，但物体实际运动的轨迹可能是水平的直线，并不是向上爬坡的或曲线运动。
③在利用图像法的过程中，要根据实际问题灵活地建立坐标系，确定两个合适的物理量来作出图像。
如果坐标轴所代表的物理量选择的不合理，反而不能够简化实验。
例谈图像法在物理教学中的应用
￣ ｖ／ ￣ ｍ／ ｓｌ
解１ 用 分 阶段法 ： 产 品 自由释放后 上 升 的时 间和高 度
１ １
＝ ‘
ｓ ＝ ｌ ｓ
＼
…
ｈ１ ＝Ｖ ｏ ｔ ｌ 一２ ｇ ｔ １ ＝１ ０×ｌ ｍ －２ × １ ０× １ ２ ｍ＝ ５ｍ
０ ０ Ｈ 一 读
教 育教学探 讨
例谈 图像 法 在物理 教 学 中的应 用
武 晓仙
（ 丽水外 国语 实验 学校 ，浙江
物 理教 学 中 ，许多 学生 对 物理 概念 、物 理规 律 和物 理公 式 记得
丽水
３ ２ ５ ０ ０ ０ ）
二．图像在 实际应用 中的运 用
很 熟 ，一 看就 会 ，一 听就懂 。然而 在遇 到实 际 的物理 问题 时 ，却 百 对 于竖 直上 抛 运动 和类 竖 直上 抛运 动 的物 体可 以分 为 上升 运动 思 不 得 其 解 ，一做 就 错 。究 其 原 因 主要 是 学 生 不会 把 一 个 实 际 的 阶段 和下 降运 动 阶段 ，前 阶段 物体 做 匀减 速直 线运 动 ，后 阶段 物体 复 杂 的物 理 问题简 化成 能反 映 问题本 质 简单 的 “ 子 问题 ” 。而解决 做 自由落体运动 ，下落过程可 以看成是上升过程的逆过程。从整个 此 问题 的手段有很多，如类 比法、图像法、归纳法、实验法、转变 过 程 角度 分析 ，可 以看成 是一 个匀 减 速直 线运 动 ，加速 度 方 向与初 研 究对 象法 等 。其 中 图像法 是一 种有 效 的教学 方 法 ，对 于某个 物理 速度Ｖ ０ 的方向相反。以下用ｖ —ｔ 图像加以论证。 量 ，只要能 知 道它 与其 它相关 量 间 的函数 关 系 ，就 可 以作 出它 的 图 （ １ ）对位 移公 式 的推导 ． 像 。物 理 的 图像 是 一种 形象 化 的语 言 ，具 有形 象 、直 观 、精确 等特 分 阶段 法 ：如 图３ 中。 一 ｔ 。 时 间段 物体 做 减 速运 动 位移 ｘ ｌ ＝ｒ ｏ ｔ 。 一 点 ，是 物理 理论 和 规律 的基 本表 达形 式之 一 ，是研 究 物理 问题 的重 １ 要 手段 ，有 助 于学生 的理 解激 发 学生 的学 习兴 趣 、调动 学 生 的积极 ａ ｔ 。 ＝ ｓ Ａｖ ｏ ｏ ｔ Ｏ ，ｔ ｏ － ｔ 时间段物体做匀加 速运动 ｘ ２ ＝２ ａ（ ｔ ｔ ０ ） 性 。现 以 Ｖ —ｔ 图像 为例 展开 论述 。 Ｓ Ａｔ Ｂ ｔ ０ ，总位 移Ｘ －Ｘ ｌ － Ｘ ２ 用匀 减 速公 式计 算 出ｘ ， ，再 用匀 加 速公 式
高中物理图像法解决物理试题解题技巧和训练方法及练习题
高中物理图像法解决物理试题解题技巧和训练方法及练习题1.问题：一个球从斜面上下滚动，求滚动过程中球心的加速度。
解题方法：通过绘制球在不同位置的速度矢量图，可以发现球心的加速度大小恒定为g*sinθ，方向沿斜面向下。
2.问题：一个火箭垂直向上发射，求其高度和速度随时间的变化关系。
解题方法：绘制高度-时间和速度-时间图像，根据火箭发射时的初速度和加速度，分析其运动状态。
3.问题：一个物体从高处自由落下，求其下落时间和落地时的速度。
解题方法：通过绘制速度-时间图，找到物体的初速度和加速度，并利用运动学公式求解。
4.问题：两个弹簧同时用力拉伸，求弹簧的合力和合力的方向。
解题方法：绘制拉伸弹簧的位移-力图，根据弹簧的弹性系数和拉伸量求解合力大小和方向。
5.问题：一个半径为R的圆盘在水平桌面上绕自身垂直轴心旋转，求其角速度和角加速度。
解题方法：通过绘制角速度-时间和角加速度-时间图像，利用旋转的基本关系式求解。
6.问题：一个抛体做匀速圆周运动，求其速度和加速度的大小。
解题方法：绘制速度-时间和加速度-时间图像，根据圆周运动的特点求解。
7.问题：一个光滑水平桌面上有一个质量为m的物体，另一边有一个质量为2m的物体，求两个物体之间的摩擦力。
解题方法：绘制摩擦力-加速度图像，根据牛顿第二定律和摩擦力公式求解。
8.问题：一个光滑水平桌面上有一个质量为m的物体，通过绳子连接一个质量为2m的物体，求系统的加速度。
解题方法：绘制受力-加速度图像，根据牛顿第二定律和受力平衡条件求解。
9.问题：一个光滑水平桌面上有一个质量为m的物体，与墙面接触，求物体受到的压力大小和方向。
解题方法：绘制压力-受力图像，根据受力平衡条件和压力的定义求解。
10.问题：一个电流为I的导线在磁场中受到力F，求导线的长度和磁场的大小。
解题方法：绘制力-电流图像，利用洛伦兹力公式和导线长度的关系求解。
图像法在《探究加速度跟力、质量的关系》实验数据处理中的迁移应用
实验 步骤及 注 意事 项 ：略 （ 下
同１
图２
测量 数 据 ： 略（ 下 同）
力（ Ｎ） 加速 度
（ ｍ ／ ｓ ２ ）
法。 依 据 笔 者的教 学 实践 ， 本 文 就《 探 究加 速度跟 力、 质量 的 关 系》
实 验 的 方 法 ． 归 纳 整 理 出 相 应 的 图像 法 处 理 实 验 数 据 的 基 本 思
（ 引导 ： 根 据 实验 数据 可以初 步 判 断加 速度 大小 随合 外 力增 大而增 大 ． 如 何 直观判 断加 速度 ａ与合 外力 Ｆ的定 量 关 系？ 指 导
路： １ ． 用直 线 的斜 率 和截 距 求 测量 量 ： ２ ． 用 图像 来 验证 物 理 规律 ； 学生 以 ａ 为纵 坐标 ， 以 Ｆ为横 坐标 建 立 坐标 系 ，利 用 图 象找规 ３ ． 利 用 图像 寻 求和 探 索 未知 的物 理 关 系 。 旨在 引导 学生 活 学活 律 。 ） 图像 法处理 数据 ： 画出ａ － Ｆ图象 如 图 ３所示 用． 真 正使 图像 法在 学生 头脑 中“ 生根 发 芽” ． 灵 活 迁移 到 不 同的 场合 中 。 图像 法在 《 探 究加 速 度跟 力 、 质量 的关 系》 实验 数 据处 理
① 当质量不变时， 加速度 ａ 与合外力 Ｆ的关系？
答： 成 线性 关 系。
② 图线上的截距表示什么意思？
， ＇ ’ ｌ ， ＇ ’ ， ， ， ＇ ， ， ， ＇ ， ， ＇ ， ， ， ， ， ， ｌ ｌ ＇ ｌ ｌ ｌ ， ， ， ， ＇ ， ｌ ， ， ， ＇ ｌ ｌ
图像法在高中物理教学中的应用
图像法在高中物理教学中的应用摘要：图像法是解决高中物理问题的重要方法之一。
结合教学经验，论述图像法在高中物理教学中的应用。
着重论述了图像法的优越性，同时概述图像问题的一般特点，可以使学生良好的科学思维方式得到充分体现。
关键词：图像法；高中物理；教学当前，我们正处于一个视觉文化时代，应用视觉资源开展课堂教学也是社会?l展的趋势。
在高中物理教学中，图形、图片、图表等视觉资源十分丰富，应用图像解决问题也是高中物理教学的重要内容之一。
广义的图像包括实物图、示意图、函数图像、统计图表、思维导图、流程图等。
本文的物理图像特指高中物理课堂中常见的示意图和函数图像。
图像法作为物理教学中的常用方法，有它自己独有的魅力。
图像法表述是现象或过程的形象直观化描述，如运动过程分析图、矢量的合成与分解图、绝热过程状态图等。
虽然图像法广泛出现于高中物理学科的各个部分，但是教学实践中，对图像法的重视程度和应用现状却不容乐观。
数形结合的思想是高考考查的重点内容，也是学生必须具备的基本能力之一，研究高中物理教学中图像法的应用问题并探讨针对性的策略，是提高物理教学效果的重要途径之一。
一、图像法在高中物理教学中的应用现状对于高中物理学科来说，应用图像来解决问题司空见惯。
很多教师对于应用图像法解决问题习以为常，但对于图像教学的重要性却没有足够的重视。
一方面，很多教师在讲课时对于图像法的应用没有全面系统的讲解，学生不知如何运用图像法解决问题；另一方面，课堂上教师没有引导学生应用图像法来解决问题，很多学生作图意识不强，甚至不会作图，不能把物理问题形象化、可视化，在面对图像类问题时没有解题思路。
物理教学过程一般偏重于运用抽象思维进行解题训练，教师将简化后的物理模型提供给学生，学生缺乏对问题的分析和思考过程，只是机械地应用物理理论知识和相关数学运算解决问题，在面对实际问题时学生常常不知如何下手。
因此，高中物理教师应加强图像教学，让学生学会画示意图、函数图像等基本的图形，引导学生借助图形来发现问题的本质，进而一步步降低思维难度，将抽象的问题具体化、形象化，进而逐步掌握图像法的具体应用步骤，提高物理学习效率。
浅谈图像法在物理中的应用
浅谈图像法在物理中的应用
一般情况下，图像法在物理学测量中的应用就是对界面的物理模拟。
例如，在物理学研究中，通过照相法记录在实时过程中形成的磁场。
也可以采用图像记录观察在物理学试验操作过程中产生的声波和其它介质动态变化。
从分子层面来看，图像法也可以被用来模拟物质的行为。
如图像引导束束扫描（IGSS），这是一种采用自身激发技术的多谱成像方法，它能同旔变扫描界面，用于物理合成和结构表征。
IGSS 可以模拟在物理行为上有性质上的区别，比如晶格质量效应和表现出的抗热转换强度的异常高，这将有助于加深我们对物质的物理行为的理解。
此外，图像法在物理学研究气体行为方面也有重要应用，例如目前常用的多光束成像（MPI）技术。
这种技术可以提供较高的时间分辨率，了解物质态的快速运动和温度变化的特性，可以用来测量气体的内部属性，可以模拟物理学实验中的真实情况，增加精确计算的可靠性。
总的来说，图像法在物理学中的应用已经发展到极其扎实可靠的地步，它不仅能够模拟物质的实际行为，还能够通过模拟来解释一些现象，有利于对物质的物理行为进行进一步的研究，并拓展现有物理理论。
因此，图像法在物理学实验中越来越受到重视，发挥着越来越重要的作用。
图像法 高中物理
图像法高中物理
图像法是一种用来解决光学问题的方法。
它通过构建光线的几何模型来求解光学问题。
在高中物理中，学生们可能会学习到如何使用图像法来解决光学问题，例如：
用图像法求解光线在玻璃球、水晶球等几何体内的反射、折射问题
用图像法求解光线在平面镜、球面镜等光学元件上的反射问题
图像法的基本步骤如下：
1.确定光线的初始方向和位置。
2.确定光线经过光学元件后的方向和位置。
3.根据光线的几何关系，求出光线的反射或折射规律。
4.画出光线的轨迹，找出光线的焦点、偏转角等重要性质。
如果您在学习光学时遇到困难，可以尝试使用图像法来解决问题。
希望这些信息对您有所帮助。
《恒定电流》中图像法应用例说
《恒定电流》中图像法应用例说江苏省苏州市第一中学物理组 （215006） 彭兆光所谓图像法，就是利用图像本身的数学特征所反映的物理意义解决物理问题（根据物理图像判断物理过程、状态、物理量之间的函数关系和求某些物理量）和由物理量之间的函数关系或物理规律画出物理图像，并灵活应用图像来解决物理问题。
任何一个物理规律都可以用图像把它表示出来，图像能直观的反映各物理量之间的变化关系。
利用图像法解题的优点在于可以直观地观察到物理过程的动态特征，使思路更加清晰，常能找到巧妙的解题途径。
下面我们就通过几个实例说明图像法在解恒定电流问题中的应用。
1. 电阻伏安特性曲线的应用电阻的伏安图线曲线当电阻为定值时是一条过原点的斜直线，其斜率为电阻值的大小；当电阻随温度变化时，其图线是一条过原点的曲线，其上任一定与原点的连线斜率表示该点时的电阻（该点的切线的斜率不表示该点的电阻，很多参考书都错误的认为曲线的斜率是该点的电阻）。
例1． 两个电阻A 、B 的电流－电压图像如图1所示，从图像判断以下说法正确的是（A ）电阻A 的阻值大于电阻B 的阻值（B ）两电阻与电流的大小无关（C ）两电阻串联时电阻A 消耗的功率小于电阻B 消耗的功率（D ）将A 、B 并联后的电流－电压图像在A 、B 的图线之间解：本题的关键在于弄清电阻I －U 图像的物理意义——斜率是电阻的倒数（I ＝U R 1）。
由图1可知R A 小于R B ，故（A ）错。
由于电流增大斜率不变，故（B ）正确。
又两电阻串联消耗的功率与电阻值成正比，B电阻大，故（C ）正确。
将两电阻并联，总电阻应小于R A，所以并联电阻的斜率大于A 的斜率，图线应在∠IOA 之间，故（D ）错。
本题正确大案为（B ）（C ）例2．(93年全国高考题)一个标有“220V 60W"的白炽灯泡，加上的电压 U 由零逐渐增大到 220 V ，在此过程中，电压（U ）和电流（I ）的关系可用图像表示，图2中给出的四个图线，肯定不符合实际的是：解：对电阻的U －I 图像来说，图线为直线时，斜率表示电阻，斜率不变表示电阻不随电压变化．如果是曲线，表示在不同电压、电流时它的电阻是变化的，这时的电阻可以用曲线上该点与坐标原点连线的斜率来表示（注意：曲线在该点切线的斜率不表示该点的电阻）．对灯丝，电压越高，温度越高，电阻率越大，电阻也就越大，即灯泡在电压加大过程中电阻逐渐增大，故随电压增大图线上的点与0的连线斜率应逐渐增大，所以（B ）是符合实际的，（A ）图表示电阻不变，（C ）图表示电阻变小，（D ）图表示电阻先变大后变小，所以不符合实际的是（A ）、（C ）、（D ）2．电源伏安特性曲线的应用电源的伏安特性曲线是不经过原点与U 、I 轴相截的斜直线，它与U 轴的交点表示电源的电动势，与I 轴的交点表示电源的短路电流，图线斜率的绝对值为电源的内电阻。
物理实验技术中的图像处理与识别方法
物理实验技术中的图像处理与识别方法近年来，随着计算机技术的快速发展，图像处理和识别方法在物理实验技术中得到了广泛应用。
图像处理和识别方法可以帮助科学家更好地分析实验数据，提取有效的信息，并进一步推动科学研究的进展。
下面将介绍几种常见的物理实验技术中的图像处理与识别方法。
一、数字图像处理数字图像处理是物理实验技术中最常见和基础的图像处理方法之一。
它通过对图像进行数字化处理，利用计算机算法提取目标中的有用信息。
在物理实验中，科学家常常需要对实验现象进行分析和测量，数字图像处理的方法可以帮助他们实现这一目的。
例如，在光学实验中，通过光电探测器和相机拍摄到实验结果后，可以通过数字图像处理技术，对光强度的分布、波长等特征进行分析。
通过对图像进行校正、滤波、边缘检测等处理，可以更准确地获得实验数据，并进行进一步的数值计算。
二、特征提取与模式识别在物理实验中，常常需要对实验数据进行特征提取和模式识别。
特征提取是指从原始数据中提取出具有代表性的特征，而模式识别是指根据这些特征来识别和分类不同的实验现象。
图像中常见的特征提取方法有边缘检测、纹理特征提取和颜色特征提取等。
通过这些特征提取方法，可以将原始的实验图像转化为具有代表性的特征向量，以便进一步进行模式识别。
模式识别方法多种多样，包括传统的模式匹配、统计学方法、人工神经网络和深度学习等。
科学家可以根据不同实验现象的特征选择适合的模式识别方法，以实现对实验数据的自动化处理和分析。
三、图像重建和增强图像重建和增强方法是物理实验技术中常用的图像处理方法之一。
它可以通过对原始图像进行修复和改进，使得实验结果更加清晰和可靠。
在物理实验中，由于实验环境的限制或仪器的性能问题，所获取的图像往往带有噪声或模糊。
图像重建和增强方法可以通过降噪、滤波、图像锐化等处理，提高图像的质量，并还原和增强出实验结果中的细节。
图像重建和增强方法有很多种，包括基于频域的滤波方法、基于小波变换的图像增强方法等。
物理实验技术中的图像处理与图表绘制方法
物理实验技术中的图像处理与图表绘制方法在物理实验中，图像处理和图表绘制是非常重要的一环。
通过图像处理和图表绘制，我们可以从实验数据中提取出有用的信息，并将其直观地展示给读者。
本文将介绍一些物理实验技术中常用的图像处理和图表绘制方法。
一、图像处理方法1. 图像增强：在物理实验中，我们常常需要处理一些不太清晰或者噪声干扰较多的图像。
为了提高图像的质量，我们可以采用一些图像增强方法，比如滤波、锐化等。
滤波可以减少图像中的噪声，使图像更加清晰。
锐化可以增强图像的边缘和细节，使得图像更加鲜明。
2. 图像分析：图像分析是指对图像进行处理和分析，提取出其中的有用信息。
在物理实验中，我们可以利用图像分析方法来测量物体的大小、形状和位置等参数。
比如，通过对图像进行边缘检测，我们可以得到物体的轮廓；通过对图像进行颜色分析，我们可以得到物体的颜色信息。
3. 图像识别：图像识别是指通过对图像进行分析和处理，识别出其中的特定物体或者特定信息。
在物理实验中，我们常常需要对图像中的一些特定物体进行识别，比如某种颜色的粒子、某种形状的晶体等。
通过图像识别技术，我们可以自动地对这些特定物体进行识别和计数。
二、图表绘制方法1. 折线图：折线图是最常用的图表之一，用于表示两个变量之间的关系。
在物理实验中，我们常常需要根据实验数据绘制折线图，以展示变量之间的关系。
通过折线图，我们可以直观地观察到变量之间的趋势和规律。
2. 柱状图：柱状图用于表示多个变量之间的比较。
在物理实验中，我们常常需要比较不同实验条件下的数据，这时可以利用柱状图将这些数据进行对比。
柱状图可以直观地显示出每个变量的数值差异，帮助我们分析实验结果。
3. 散点图：散点图用于表示两个连续变量之间的关系。
在物理实验中，我们常常需要绘制散点图来观察实验数据的分布情况。
通过散点图，我们可以判断两个变量之间是否存在相关性，以及其相关性的强弱程度。
4. 饼图：饼图用于表示各个部分在整体中的比例关系。
图像法在高中物理解题中的应用
图像法在高中物理解题中的应用邓㊀敏(福建省顺昌县第一中学ꎬ福建南平３５３２００)摘㊀要:物理作为高中教育阶段的一门重要科目ꎬ在高考中占据着较大的分值比例.物理知识具有显著的复杂性与抽象性特征ꎬ解题难度较初中阶段也相应地有所提升ꎬ学生在解题训练中经常会遇到一些难度较大的题目ꎬ如果不及时处理将会影响到他们学习物理的积极性和自信心.当运用常规方法无法有效解题时ꎬ教师可指导学生应用图像法ꎬ帮助他们顺利求得正确答案.本文针对图像法如何在高中物理解题中的应用作探讨ꎬ并分享部分个人看法.关键词:图像法ꎻ高中物理解题ꎻ数形结合中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０２３)３１－０１０６－０３收稿日期:２０２３－０８－０５作者简介:邓敏(１９８０.３－)ꎬ女ꎬ福建省南平人ꎬ本科ꎬ中学一级教师ꎬ从事高中物理教学研究.㊀㊀图像法在高中物理解题中有着极大帮助ꎬ能够把抽象的理论知识通过具象化的形式展示出来ꎬ将题目内容变得清晰易懂ꎬ促进更快㊁更好解题效果的实现.在高中物理解题教学中应用图像法ꎬ不仅可以将物理概念变得直观㊁形象ꎬ清晰展示物理量之间的关系ꎬ还能够准确呈现无法运用语言清晰描述的内容.教师应指引学生根据实际情况应用图像法进行解题ꎬ降低解题的难度ꎬ将多变复杂的解题过程变得更为简便ꎬ以此培养他们的物理解题能力.１高中物理解题中应用图像法的特点在高中物理解题中应用图像法ꎬ就是借助图像更为形象㊁直观地描述和分析题目内容ꎬ把文字叙述的题意通过图像准确地表示出来ꎬ有助于学生形成更为清晰的解题思路ꎬ有效提高他们的解题正确率与速度ꎬ应用图像法主要有以下几个特点.１.１构建图像图像法从实质上来看ꎬ就是把题目中涉及的物理量的变化㊁极值㊁关系等利用直观化的图像准确㊁清晰地呈现出来.在高中物理题目中ꎬ经常会出现同各类常见函数有关的图像ꎬ每个图像和函数之间都存在着对应关系.在高中物理解题教学中应用图像法ꎬ主要特征是利用题干中文字描述的内容构建图像ꎬ把物理量中的函数关系转变成图像样式ꎬ并精准确定图像坐标轴中的变量数据ꎬ从而为解决题目指明思路.１.２结合图像高中物理教学内容通常以生活实际中的客观事物与运用为主要背景ꎬ通过符号或者文字表示出来.高中生在物理学习过程中ꎬ思考与分析物理题目时要以阅读文字和符号信息为基础ꎬ结合抽象的逻辑思维能力展开理解及判断ꎬ继而在脑海中生成物理问题的表象.在高中物理解题实践中采用图像法ꎬ学生应当根据题目信息画出图像与分析关键要素ꎬ准确研究和掌握题目中涉及的物理对象ꎬ据此建立出相应的物理模型ꎬ推动顺利求解.１.３数形结合在高中物理解题中应用图像法ꎬ学生可以利用图像深入思考题目内容ꎬ深层次地理解物理概念㊁定理㊁原理㊁公式等知识ꎬ使其通过图像准确把握物理６０１量㊁各个条件之间的关系ꎬ进而更为深刻地掌握物理理论知识.同时ꎬ在高中物理解题教学中ꎬ通过对图像法的运用ꎬ学生能进一步认识物理题目中文字描述和图像之间的对应关系ꎬ也就是数与形之间的关系ꎬ有利于他们深入理解数形结合思想的内涵与用法ꎬ使其物理思维能力得到较好的改善[１].２高中物理解题中应用图像法的对策２.１转变常规解题思路ꎬ进行图像法解题在高中物理解题教学中ꎬ随着知识难度与深度的提升ꎬ学生遇到难题的概率也是越来越大ꎬ假如没有及时处理掉这些难题ꎬ他们将会陷入解题困境中ꎬ会影响接下来的学习与解题训练.对此ꎬ当学生遇到一些运用常规方法无法处理的难题时ꎬ高中物理教师可提示他们转换一种新的思路去重新思考ꎬ特别是在分析部分不需要定量㊁只需定性分析就能够获得结果的题目ꎬ应用图像法通常会起到意想不到的效果ꎬ使其顺利突破障碍[２].例１㊀一辆汽车正在马路上行驶ꎬ汽车在恒定功率下状态由静止转变为运动ꎬ在４分钟时间内一共行驶１８００米ꎬ那么该辆汽车在４分钟末的速度是(㊀㊀).Ａ.等于７.５米/秒㊀㊀Ｂ.大于７.５米/秒Ｃ.等于１５米/秒Ｄ.小于１５米/秒.分析㊀在处理这一题目时ꎬ学生可以先进行一个假想ꎬ因为题干中并没有说明这辆汽车是怎么运动的ꎬ这时要对汽车的运动方式进行分类讨论ꎬ即为加速度减小的加速直线运动或者匀速直线运动ꎬ结合这两种情况画出相应的ｖ－ｔ图像ꎬ如图１所示ꎬ其中曲线表示汽车在做加速度减小的加速直线运动ꎬ当两块阴影部分面积一样时ꎬ汽车在４分钟末的速度ｖ１＝２ｘｔ＝２ˑ１８００４ˑ６０ｍ/ｓ＝１５ｍ/ｓꎬ由此能够判定出汽车４分钟末的速度比１５米/秒小ꎻ当汽车做匀速直线运动时ꎬ能轻松计算出４分钟末时的速度Ｖ２＝ｘｔ＝１８００４ˑ６０ｍ/ｓ＝７.５ｍ/ｓꎬ所以说综合起来正确答案是选项Ａ和选项Ｄ.图１㊀例１分析示意图２.２巧妙应用斜率知识ꎬ进行图像法解题在高中物理知识学习过程中ꎬ斜率是一个同函数图象关系十分密切的知识点ꎬ同时斜率还是一个极为重要的参数ꎬ能够将函数关系同图像连接起来ꎬ结合相关物理规律与性质在图象中通过斜率将特定的物理指标与概念进行表示.当分析物理函数图象时ꎬ如果遇到一些比较陌生的图像ꎬ高中物理教师也应当指导学生结合特定的物理性质与规律ꎬ分析图像斜率自身所表示的具体意义和含义ꎬ帮助他们简化处理物理题目内容ꎬ使其轻松求得准确结果[３].例２㊀如图２所示ꎬ这是甲㊁乙两个物体在同一直线上运动的位置坐标Ｘ随时间ｔ变化的图像ꎬ已知甲物体在做匀变速直线运动ꎬ乙物体在做匀速直线运动ꎬ那么在０至ｔ２时间内ꎬ下列说法正确的有(㊀㊀).图２㊀例２图Ａ.甲做匀减速直线运动Ｂ.乙做变速直线运动Ｃ.０至ｔ１时间内两个物体的平均速度是一样的Ｄ.两个物体的运动方向是相反的分析㊀Ａ选项ꎬ结合位移图像的斜率等于速率可知ꎬ甲物体是沿着负方向在做匀速直线运动ꎬ故错误ꎻＢ选项ꎬ通过观察发现乙物体的图像切线斜率是在不断变大的ꎬ这表明乙物体的运速度是不断增加的ꎬ在做变速直线运动ꎬ故正确ꎻＣ选项ꎬ结合坐标的变化量等于位移指导在０至ｔ１时间内两个物体的位移大小不一样ꎬ方向相反ꎬ则平均速度不同ꎬ故错误ꎻ７０１Ｄ选项ꎬ结合斜率知识可知甲物体的速度是负ꎬ乙物体的速度是正ꎬ即两个物体的运算方向相反ꎬＤ正确.２.３善于运用面积知识ꎬ进行图像法解题物理图像不仅可以反映出两个或者多个物理量之间的关系㊁变化规律和相关性ꎬ还会出现一些图形ꎬ而这些图形围成的面积通常也具有一定的物理意义ꎬ代表着一定的物理量ꎬ这也是解题的突破口之一.其实面积是一类极为常见的图像ꎬ学生从小学阶段就开始接触ꎬ在高中物理解题教学中ꎬ要想更好地应用图像法来解题ꎬ教师可引导他们运用面积相关知识分析题目内容ꎬ结合图像法形成清晰㊁明确的解题思路ꎬ迅速获得答案ꎬ提升解题的准确率[４].２.４合理利用截距知识ꎬ进行图像法解题截距一般是出现在直线上ꎬ指的是直线与纵坐标轴交点的纵坐标ꎬ截距是一个数ꎬ有正负之分.在物理学中ꎬ截距也通常同某一特殊状态相对应ꎬ如:在匀变速直线运动中ꎬｖ－ｔ图像与纵坐标轴之间形成的截距ꎬ往往表示的就是该物体在运动时的初始速度.当处理一些特殊的高中物理题目时ꎬ教师可依据题干的具体描述和内容ꎬ指导学生利用图像中的截距分析题意ꎬ通常能够起到化繁为简的效果ꎬ使其打开思路ꎬ有效提高他们的解题效率[５].２.５采用数形结合思想ꎬ进行图像法解题数和形不仅是数学领域研究的两个既古老又基本的对象ꎬ两者之间还可以相互转化.物理图像同样是数与形结合在一起的一种产物ꎬ可体现出具体和抽象的相结合ꎬ这也是应用图像法处理物理试题的切入点之一.因此ꎬ高中物理教师在解题教学中可指引学生借助数形中的数形结合思想应用图像法ꎬ将物理量之间的关系直观㊁生动地呈现出来ꎬ明确展示变化过程ꎬ这对他们解答试题有着极大帮助ꎬ使其在数形结合思想下快速获取正确答案[６].例３㊀如图３所示ꎬ一根轻质弹簧的劲度系数是ｋꎬ其中左端同竖直的墙壁相连接ꎬ在右端有一个水平力Ｆ的作用下ꎬ使得这根弹簧从原始状态慢慢拉伸至ｘ０的长度ꎬ那么在这一过程中水平力Ｆ所做的功是多少?图３㊀例３图㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图４㊀例３分析示意图分析㊀通过阅读题目内容ꎬ学生发现因为这根弹簧的长度在慢慢变大ꎬ所以可理解成水平拉力Ｆ全部都用在弹簧的伸长量上面ꎬ结合公式Ｆ＝ｋｘ画出相应的图像ꎬ实现数向形的转变.如图４所示ꎬ在这一图像中ꎬ他们可以结合所学的物理和数学知识知道:图像阴影部分就是水平力Ｆ所做的功ꎬ所以Ｗ＝１２ｋｘ２０.另外ꎬ该做功的数值就是这根弹簧此时所具有的弹性势能.总而言之ꎬ在高中物理解题教学实践中ꎬ教师应充分意识到图像法的作用和优势ꎬ要求学生除运用一些常规解题方法以外ꎬ还要结合具体情况灵活应用图像法ꎬ重新分析题目内容㊁已知条件和数量关系ꎬ并发掘出题干中的隐性条件ꎬ使其学会根据具体题目画出相应的图像ꎬ找到和总结应用图像法的技巧ꎬ助推他们突破解题障碍与困境ꎬ进而轻松求出题目的答案.参考文献:[１]黄承琪.图像法在高中物理解题中的应用[Ｊ].数理化解题研究ꎬ２０２１(２８):９６－９７.[２]葛俊.高中物理图像法解题方法分析[Ｊ].数理化解题研究ꎬ２０２１(０６):６７－６８.[３]连培惠.高中物理解题中如何运用图像法[Ｊ].中学物理教学参考ꎬ２０２０ꎬ４９(１８):６５－６６.[４]朱修懿.高中物理 图像法 解题技巧分析[Ｊ].中学生数理化(自主招生)ꎬ２０１９(０９):３２.[５]钟立梅.高中物理解题对图像法的灵活运用解析[Ｊ].考试周刊ꎬ２０１９(５０):１７２.[６]王金伟.如何巧用图像法开展高中物理解题[Ｊ].中学生数理化(学习研究)ꎬ２０１９(０４):５７.[责任编辑:李㊀璟]８０１。
方法3：图像法在物理解题中的应用
方法3：图像法在物理解题中的应用一．方法介绍图象法是利用各种函数图象解决物理问题的方法，由于物理图象能形象、直观地表达物理规律、描述物理过程、清晰地反映物理量间的函数关系，因此图象成为一种特殊的数学语言和工具。
用图象法解题具有简明、快捷、准确等优点，可以避免繁杂的中间运算过程，甚至还可以解决用解析法无法解决的问题，所以有关以图象及其运用为背景的命题，成为历届高考考查的热点。
应用图象法的最重要的两个步骤就是作图和识图。
作图时应注意：（1）根据物理公式或规律找出物理量间的大致变化趋势，知道图象的大致形状；（2）根据已知条件确定图象上的几个点，然后将这些点连成光滑曲线。
识图则包括：（1）图象表示哪两个物理量的关系；（2）由图象的形状确定物理量的变化规律；（3）理解图象上各特征量（如斜率、截距、交点坐标、极点坐标和“面积”）的物理意义；（4）图象中其他隐含的物理变化规律等。
在有些问题中还需明确相关量的变化范围及给出的其它条件。
碰到图象，首先看两轴，而后想斜率、截距、面积的含义；碰到不熟悉的图象，找普式，纵坐标写在左边，其余的通通写在右边。
二．典例分析例1.甲乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动，若以该时刻作为计时起点，得到两车的位移—时间图像（x －t ）图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）A ．t 1时刻乙车从后面追上甲车B ．t 1时刻两车相距最远C ．t 1时刻两车的速度刚好相等D ．0到t 1时间内，乙车的平均速度小于甲车的平均速度例2.在竖直平面内有一圆形绝缘轨道，半径R=O.4 m ，匀强磁场垂直于轨道平面向里，一质量为m=1×l0-3kg 、带电量为q=+3×10-2C 的小球可在内壁滑动，如图甲所示．开始时，在最低点处给小球一个初速度v 0，使小球在竖直平面内沿逆时针做圆周运动．图乙(a)是小球在竖直平面内做圆周运动的速率V 随时间t 变化的情况，图乙(b)是小球所受轨道的弹力F 随时间t 变化的情况．结合图象所给数据，取g=10m ／s 2，求：(1)匀强磁场的磁感应强度．(2)小球的初速度V 0例3．X 轴上有两点电荷Q 1和Q 2， Q 1和Q 2之间各点对应的电势高低如图中曲线所示，从图中可看出（ ） A 、 Q 1和Q 2一定是同种电荷，但不一定是正电荷B 、 Q 1一定大于Q 2C 、电势最低处P 点的电场强度为0D 、Q 1和Q 2之间各点的电场方向都指向P 点12例4、在无风的情况下，跳伞运动员从水平飞行的飞机上跳伞，下落过程中受到空气阻力．请定性画出下落速度的水平分量v x 大小、竖直分量v y 的大小与时间t 的图象。
图示和图解法在大学物理实验中的应用
physics experiments
data conclusion
2012 大学生物理实验研究论文
正文： 1. 引言 在物理实验中，图示和图解法是一种非常 常见的描绘实验现象、处理实验数据的方法。 但是在不同的实验过程中，笔者发现，图示和 图解法在各个实验中起到的作用不尽相同，即 使是在同一个实验中，图示和图解法也时常和 其他求解方法结合在一起使用。那么在什么情 况下可以使用图示和图解法？具体用图像达到 何种目的？这也是本文探讨的问题。 2. 研究方法 在本文中，笔者通过总结图示和图解法在 本学期的物理实验中的几个经典应用，归纳总 结图示和图解法的基本作用，同时查阅了一些 课外资料，拓展对于其的基本认识，对以后的 试验研究有着一定的指导和提示作用。 3. 结果和讨论 通过图示法可以反映实验现象 通过作图可以记录下物理实验的现象，通过 研究某一个图形推测一些实验结论，通过研究 一系列图像可以发现现象的变化规律，帮助我 们更好的推断物理规律。 以迈克尔孙干涉仪实验为例，实验中通过 作出等倾干涉条纹和等厚干涉条纹，直观的反 映出 M 1和M 2 之间距离变化的时候，干涉条纹 的变化情况，帮助我们得出定域干涉的一般规 律。
和
图四 幅频特性曲线的取值 实验中通过读出 b
r
2 2 0 2
，可得
r
2
处的
பைடு நூலகம்0
b r
2 2 0 2
2 0
2 2
4 2 2
0 2
当
b r
2
时 ， 由 上 式 可 解 得
值，代入式（1）中计算，最终得到所要求的 值。 通过本案例可以看出，通过作图可以帮助 2 我们间接求得某些物理量，但是由于度数存在 误差，这样仍然只能得到一个大概值，要求得 精确值还需要进一步计算和误差处理。 3.3.2 图线改直图解法 图线改直图解法是图解法间接求解的主要 途径之一。 物理量之间的依从关系, 即函数关系, 并不都是线性关系, 但对有些函数形式加以适 当变换可变成线性关系。 这样, 若以物理图象表 示实验所测数据之间的关系, 即可以把曲线变 成直线, 然后借助于变换的图线, 由图线的斜 率, 可以求出有关实验要测定的物理量的数值。 例如，用单摆测重力加速度实验。 实验原理为/ 单摆在偏角小于 5 时, 其振
图像法解析加速度问题
图像法解析加速度问题在物理学中，加速度是描述物体运动变化率的重要物理量。
在解析加速度问题时，图像法是一种常用的分析方法。
本文将介绍图像法解析加速度问题的基本原理和应用。
一、图像法概述图像法是一种将物理问题转化为图像问题进行分析的方法。
它通过绘制物体运动的图像，从而使问题更加直观和易于理解。
在解析加速度问题时，图像法可以帮助我们更好地理解物体的运动规律。
二、图像法解析匀加速直线运动问题1. 匀加速直线运动的图像在匀加速直线运动中，物体的速度随时间的变化是线性的，加速度为常数。
我们可以绘制速度-时间图像来描述物体的运动情况。
在速度-时间图像中，横轴表示时间，纵轴表示速度。
对于匀加速直线运动，速度-时间图像是一条直线，斜率表示加速度的大小。
2. 利用速度-时间图像解析加速度问题在解析加速度问题时，我们可以利用速度-时间图像来确定物体的加速度。
首先，我们需要绘制物体的速度-时间图像。
然后，根据图像的斜率，即直线的斜率，可以得到物体的加速度。
斜率的计算公式为斜率=Δ速度/Δ时间。
三、图像法解析自由落体问题1. 自由落体的图像自由落体是指物体在重力作用下自由下落的运动。
在自由落体中，物体的速度随时间的变化是线性增加的，加速度为重力加速度。
我们可以绘制速度-时间图像来描述物体的自由落体运动。
在速度-时间图像中，横轴表示时间，纵轴表示速度。
对于自由落体，速度-时间图像是一条直线，斜率表示重力加速度的大小。
2. 利用速度-时间图像解析自由落体问题在解析自由落体问题时，我们可以利用速度-时间图像来确定物体的重力加速度。
首先，我们需要绘制物体的速度-时间图像。
然后，根据图像的斜率，即直线的斜率，可以得到物体的重力加速度。
斜率的计算公式为斜率=Δ速度/Δ时间。
四、图像法解析曲线运动问题在曲线运动中，物体的加速度可能会随时间的变化而变化。
为了解析曲线运动问题，我们可以绘制加速度-时间图像。
在加速度-时间图像中，横轴表示时间，纵轴表示加速度。
物理实验技术中的实验数据图像处理方法
物理实验技术中的实验数据图像处理方法引言：在现代科学研究中，实验数据的采集和分析是不可或缺的环节。
在物理实验中，实验数据图像处理方法的应用极其重要。
通过对实验数据的图像处理，可以提取有效信息并深入分析，从而揭示物理规律和现象背后的机制。
本文将介绍物理实验技术中常见的实验数据图像处理方法。
一、图像捕捉物理实验中采用图像捕捉技术记录实验数据。
通过利用高速相机、光电探测器等设备，可以捕捉到实验过程中产生的图像。
在实验过程中，我们通常将数字图像分为两类，静态图像和动态图像。
静态图像是指在实验中存在固定不变的图像，如物体的形状和颜色。
而动态图像则是指在实验中存在变化的图像，如物体的运动和变形等。
二、图像增强图像增强是指提高图像质量并突出图像中的目标信息。
在物理实验中，图像增强可以通过图像滤波、增加对比度和调整亮度等方式实现。
图像滤波可以通过去噪、平滑和锐化等方法来增强图像的清晰度和细节。
增加对比度可以突出图像中的目标信息，使其更加清晰可见。
调整亮度可以使图像更加明亮或暗淡，以适应不同的观察需求。
三、边缘检测边缘检测是指提取图像中物体边缘的过程。
在物理实验中，边缘检测可以用于提取物体的形状和边界。
常见的边缘检测算法包括Canny算法、Sobel算法和Laplacian算法等。
这些算法通过检测图像中的灰度变化或图像边缘的梯度来确定边缘的位置和方向。
四、目标识别目标识别是指在图像中识别和提取感兴趣的目标。
在物理实验中，目标识别可以用于提取图像中的物体、特征点或数据点等。
目标识别方法包括模板匹配、特征提取和机器学习等。
模板匹配可以通过比较图像中的局部特征和预先设定的目标模板来确定目标的位置和形状。
特征提取可以通过分析图像中的特征点和边缘等信息来提取目标的特征。
机器学习可以通过训练样本来建立模型，实现自动目标识别和分类。
五、图像分析图像分析是指对图像进行定量分析和处理，以获得实验数据。
在物理实验中，图像分析可以用于测量物体的大小、形状和颜色等信息。
物理实验技术中的图像采集与分析方法
物理实验技术中的图像采集与分析方法引言物理实验技术的发展为科学研究提供了丰富的数据来源，其中图像采集与分析方法的应用成为了当今物理实验中不可或缺的环节。
本文将介绍一些常用的图像采集与分析方法，以及它们在物理实验中的应用。
一、图像采集方法1. 光学显微镜光学显微镜是一种常见的图像采集工具，它通过光学透镜的组合将被观察物体的图像放大至人眼可见的范围。
这种方法适用于观察各种颗粒、细胞和微生物等微小结构的形态和运动。
2. 电子显微镜电子显微镜利用束缚电子的电磁透镜系统代替传统显微镜的透镜组，可以获得比光学显微镜更高的分辨率。
电子显微镜的图像采集需要借助电子感应或电子荧光屏，然后通过数字化设备进行存储与处理。
3. X射线衍射X射线衍射技术可以通过物质对X射线的散射形成特定的衍射图样，进而推断出物质的晶体结构等信息。
在图像采集方面，探测器将X射线衍射图样转化为电信号，并进行数字化分析。
4. 红外成像红外成像技术是基于物体对红外辐射的不同反射或辐射特性而产生的。
可以通过红外摄像机对红外辐射进行实时采集和观察，广泛应用于热力学、医学和军事领域。
二、图像分析方法1. 图像滤波图像滤波是图像处理中的一种重要方法，通过对图像进行平滑、增强或边缘检测等操作，可以提取出感兴趣的图像特征。
其中，常见的滤波算法包括高斯滤波、中值滤波和边缘检测算法等。
2. 彩色图像处理彩色图像处理是指对彩色图像进行各种处理和操作，如颜色增强、色调调整和颜色分割等。
这在物理实验中可以用于识别和分析不同物质或材料的颜色信息。
3. 图像分割与识别图像分割是将图像分割成几个具有相似特征的子区域的过程，而图像识别是针对每个子区域进行分类和标记。
这种方法可以应用于物理实验中的形态学分析和物体检测等。
4. 数值图像分析数值图像分析是一种数字图像处理的手段，通过对图像进行数学和统计的分析，可以获得图像的定量信息。
例如，可以通过图像处理软件对光谱图像进行峰值检测和面积计算等。
图像法在物理学习中的应用
图像法在物理学习中的应用摘要：图像在中学物理中应用广泛，是分析物理问题的有效手段之一。
本文论述了图像的含义及图像法在物理学习中的应用。
关键词：图像；物理学习；应用作者简介：许能俊，任教于云南省腾冲县第一中学。
一、物理图像的含义物理图像能形象地表达物理规律、直观地描述物理过程、鲜明地表示物理量之间的相互关系及变化趋势。
图像在中学物理中应用广泛，是分析物理问题的有效手段之一。
归纳高中物理课本中出现的物理图像：位移—时间, 速度—时间，力—时间，力—位移，弹簧的弹力图像，振动图像，共振图像，波的图像，分子力图像，分子势能图像，电压—电流，路端电压—电流，电压—时间，电流—时间，伏安特性曲线，P-R、磁能量图像，感应电流图像，磁感应强度图像，Φ-t、E-t、衰变图像，平均结合能图像。
所有以上的物理图像都形象直观地反映了物理量的变化规律，它们有很多共性或类似的地方，我们可以从总体上把握物理图像。
图像应用所涉及的问题类型：识图、用图、作图。
这三点对思维的能力要求层层提高。
这类试题不仅能考查我们对知识的掌握程度，而且还能考查我们从材料、信息中获取有用信息的能力，是一种重要的科学思维方法。
因此备受命题专家的青睐。
具体来说，对每个物理图像，必须关注以下几个方面的问题：1.识图就是识别坐标轴所代表的物理量及它们的“函数关系”(图像反映出的物理规律，即图像是描述哪两个物理量间的关系）。
明确图像中的点(起点、交点、终点、拐点)；线(直线、曲线、折线)；峰值；截距；斜率；面积。
2.图线的特征。
注意观察图像中图线的形状是直线、曲线还是折线等，对应一段物理过程，给出了纵轴所代表的物理量随横轴代表的物理量的变化而变化的过程，进而明确图像反映的物理内涵。
如金属导体的伏安特性曲线反应了电阻随温度的升高而增大。
图线分析时还要注意图线的拐点具有的特定意义，它是两种不同变化情况的交界，即物理量变化的突变点。
3.截距的物理意义。
截距是图线与两坐标轴的交点所代表的坐标数值，该数值具有一定的物理意义，一般代表物理过程的初状态等特殊状况。