图像法在物理中的应用21
中考物理必考实验精解精练专题实验21探究电流与电阻规律含解析
实验21探究电流与电阻规律1．（2019•滨州）某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系"实验。
（1)请将图甲连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。
（2）闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于端（选填“A"或“B"）。
（3）闭合开关后，同学们发现，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电压表示数接近电源电压，原因可能是。
（4）排除故障后，先将5Ω定值电阻接入电路,闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙所示，为 A.（5）接下来断开开关，取下5Ω的定值电阻，换成10Ω的定值电阻，闭合开关，应向（选填“A”或“B”)端移动滑片，直至电压表示数为V时，读出电流表的示数。
再更换20Ω定值电阻继续实验，实验数据记录在表格中.由实验数据可知：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成。
（6）该小组想用一块电流表和一个定值电阻R0，测未知电阻R x的阻值。
于是他们设计了如图丙所示的电路图，并进行如下实验操作：①闭合S和S1,此时电流表的示数为I1。
②闭合S断开S1，此时电流表的示数为I2。
③请用已知量R0和测出量I1、I2表示出未知电阻R x的表达式，则R x＝.【答案】（1）如上所示；(2）B；（3）定值电阻断路；（4）0。
4;（5）B；2；反比;(6）③【解析】（1）滑动变阻器与电阻串联，要求滑片向右移动时，连入电路的电阻变大，所以应将滑动变阻器的A接线柱与开关的右接线柱相连，如下图所示：（2）为保护电路，变阻器连入电路中电阻最大即B端；(3)闭合开关，移动变阻器滑片P，发现电流表无示数，电路可有断路发生，而电压表有示数，说明电压表到电源两极间是通路,所以故障原因可能是定值电阻断路；（4)同学们首先将5Ω定值电阻接入电路，将滑片P滑到b端，再闭合开关,调节滑片P，使电压表示数到达某一数值，电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A，示数0。
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。
图像法在中学物理中的应用
图像法在中学物理中的应用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、周期性等清晰呈现出来。
通过图像比较，学生能够容易理解物理过程、发现物理规律，这种直观印象有时能透过事物本质，引导人们做深入探讨。
图像法不仅可以使物理问题思路清晰，使物理概念得到进一步拓展，还能将物理学科与其他学科有机结合起来，启迪学生的创新意识，提高学生的综合能力。
从图像的四个特征来看图像的应用：①点物理图像上的点代表某一物理状态。
从点着手分析时应注意从特殊点入手分析其物理意义，如截距点、交点、极值点、拐点等。
②线主要指图像的直线或曲线的切线，其斜率通常具有明确的物理意义。
物理图像的斜率代表两个物理量变化的比值，其大小往往代表另一物理量的值。
③面图线与坐标轴所围的面积。
有些物理图像的图线与坐标轴所围的面积数值常代表另一个物理量的大小。
④形图像的形状结合其斜率找出其中隐藏的物理意义。
下面结合例题说说图像法中点和线的具体应用。
1. 图像的点在验证牛顿第二定律时，可以用两种方法来进行：一种是逐次增多拉小车钩码的个数；一种是保持小车和钩码的总质量不变，改变拉小车钩码的个数。
从实验中得到的数据作出a—F图线，容易由图中的一条直线得出关系：∝。
从理论上说，实验作出的a—F图线是一条通过原点的直线，可实际实验的结果，并非都是通过原点的直线，而会出现以下两种情况：如图1所示，此直线与纵轴有截距，则表示过度平衡摩擦力；如图2所示，此直线与横轴有截距，则表示在实验过程中，没有足够平衡摩擦力。
2. 图像的线（1）理解“切线”的物理涵义物理图像中有部分为曲线，曲线上每一点切线的斜率对应某个物理量或反映某个物理状态。
一般来说图像切线的斜率对应纵横坐标物理量变化量的比值，而不是物理量的比值，在分析中要注意对它们的理解。
例1 一个标有“220 V，100 W”的白炽热灯泡，两端的电压由零逐渐增大到220 V的过程中，电压U与电流I的关系如图3所示中符合实际的是（）。
物理解题方法之图像法
例题3：
一只老鼠从洞沿直线爬出，已知爬出速度V的大小与距老鼠洞的距离S成反比，当老鼠到达距离老鼠洞距离S1=1m的A点时，速度大小为V1=20cm/s，问当老鼠到达距离老鼠洞S2=2m的B点时，其速度大小V2=？老鼠从A点到达B点所用的时间t=？
解析： 因为老鼠从洞沿直线爬出的速度与通过的距离成反比，即s=k/v.则不能通过匀速运动、匀变速运动公式直接求解，所以想到要通过图像法解决。 但我们可以理解为s与1/v成正比。
以距离S为横轴，1/V为纵轴建立坐标系，作1/v——s图像，在1/V——S图像中，所围面积即为所求的时间。 则S与1/v成正比。
例题1：
解析：物体做直线运动时，其位移可用速度-时间图像中的面积来表示，故可用图像法解答。
S甲
s
△s
S甲= s + △s
v
v0
t
0
t
s
s
s
S甲
s
△s
S甲= s + △s
△s=2s
例题2：
一火车沿直线轨道从静止出发由A地驶向B地，AB两地相距S，火车做加速运动时，其加速度最大为a1，做减速运动时，其加速度的绝对值最大为a2，由此可以判断出火车由A到B所需的最短时间为多少？
1
2
解析： 整个过程中火车先做匀加速运动，后做匀减速运动，加速度都是最大时，所用时间最短，分段运动可用图像法来解答。
t1 a1 s1
t2 a2 s2
t
v
v
0
t1
t2
a1
a2
作V-t图像如图所示：
由图可得：a1 =v/t1 (1)
浅谈图像法在物理教学中的应用
浅谈图像法在物理教学中的应用作者：王荣凤来源：《新课程·上旬》2013年第12期摘要：图像这种特殊“语言”，包含的信息内容丰富，对培养学生的“数形结合”能力和提取“信息”能力，都有较好的促进作用，也能使物理学科与数学及其他学科有机地结合起来，提高学生的综合素质。
关键词：图像法；斜率；数据处理物理规律和解决物理问题的方法可以用语言来描述，也可以用数学函数式来表示，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称之为图像法。
图像包含的信息内容非常丰富，对培养学生的“数形结合”能力和提取“信息”的能力有较好的促进作用，还具有形象、直观、动态变化过程清晰等特点，能使物理问题简化明了。
更重要的是它能将物理学科与数学、信息技术等其他学科有机地结合起来，提高学生的综合素质。
一、图像在物理教学中的作用图像这种特殊“语言”，包含的信息内容丰富，对培养学生的“数形结合”能力和提取“信息”的能力，都有较好的促进作用，也能使物理学科与数学及其他学科有机地结合起来，提高学生的综合素质。
1.形象直观、起到简化解题过程的作用：图像解法不仅思路清晰，而且直观、形象，可使解题过程得到大大的简化，比解析法更巧妙、更灵活。
例如，在比较匀变速直线运动中的中间位置和中间时刻的速度的大小关系时，用v-t图像解题可以一目了然。
2.用图像演示物理变化过程，可以把握好物理变化规律：用图像法来描述物理过程则更直观，可以描述出其变化的动态特征，帮助学生理解物理过程。
例如，对于机车等交通工具问题，结合P=Fv可知机车启动问题，可分为两种运动类型，即恒功率启动和恒加速度（恒力）启动，利用v-t图像可以清晰地表现机车的运动特点，前者先做加速度逐渐减小的加速运动，最后做匀速直线运动，从v-t图像上看，开始是向下倾斜的曲线，然后是平行于t轴的直线；后者先做匀加速直线运动，接着做加速度逐渐减小的加速运动，最后做匀速直线运动，从v-t 图像看先是倾斜的直线，然后是向下倾斜的曲线，最后是平行于t轴的直线。
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。
图像法在高一物理必修一中的应用
—科教导刊（电子版）·2019年第34期/12月（上）—134图像法在高一物理必修一中的应用刘忠旭（西南大学物理科学与技术学院重庆400715）摘要从高一物理必修一的知识内容着手，将图像法在该书中具体的应用逐一讲解，包括变速直线运动的研究中的v-t 图像、x-t 图像的应用、相互作用中的F-x 图像的应用、牛顿运动定律中的m-a 图像、1/m-a 图像、F-a 图像、F-t 图像的应用等。
并结合高考实例详细讲解图像法在必修一中的应用以及图像法在物理学应用的实际意义。
关键词物理教学物理必修一图像法物理解题中图分类号：G633.7文献标识码：A 1概念界定图像法是将物理过程转化为图像，再根据过程图像列出物理公式(即是图像反应出的几个物理量间的几何关系)的一种数学工具。
在物理过程图像中，存在着交点、斜率、面积等，而在应用图像法时要将这些数学术语转化为相应的物理量，再通过图像反映出的几何关系列出物理公式，从而实现轻松地解决物理问题。
2涉及图像法的知识简述2.1匀速直线运动的研究中的v-t 图像、x-t 图像的应用匀速直线运动的研究中的v-t图像：图1：图像上的点表示某时刻的瞬时速度在图1中，（1）图像表明的是物体正在做匀加速直线运动，而斜率表示的是加速度a ；（2）图像表明的是物体正在做匀速直线运动，此时物体的加速度a=0；（3）图像表明的是物体正在做匀减速直线运动，此时物体的加速度a 是与（1）图像中的加速度方向相反；（4）图像表明的是此时的物体处于静止状态；（5）代表的那个交点的纵坐标表明的是三个运动质点的共同速度；（6）图像表明t 1时刻的物体速度为v 1，而图中阴影部分的面积表明的是质点在0-t 1时间内的位移。
匀速直线运动的研究中的x-t 图像：指位移与时间的图像，根据x-t 图像能够一下确定物体在某一时刻的具体位置，并确定物体在一段时间内运动的位移，以及确定物体运动速度的大小和方向等。
2024年中考物理专题复习—用“图像法”突破凸透镜成像规律问题
2024年中考物理专题复习—用“图像法”突破凸透镜成像规律问题一、图像法适合记背困难的同学！①画出坐标轴：纵轴为u，横轴为υ（可颠倒）；②在坐标轴上标出焦距和2倍焦距；③标出点（f，f）；④若u>2f，在u轴找出大于2f的位置，连接（f，f）点，如图中红线，与υ轴的交点在f与2f 之间，说明f<υ<2f，成倒立缩小的实像。
向下画线为倒立，向上画线为正立，υ轴正方向为同侧实像，υ轴负方向为异侧虚像，放大缩小看交点。
下表用于对照检查：u与f关系υ与f关系υ与u关系正倒大小虚实同异侧应用u>2f f<υ<2fυ>u倒立缩小实像异侧照相机u=2fυ=2fυ=u倒立等大实像异侧二倍法测焦距f<u<2fυ>2fυ<u倒立放大实像异侧投影仪u=f不成像，获得平行光测焦距u<fυ>｜u｜正立放大虚像同侧放大镜二、典例引领1.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成清晰的像。
下列说法正确的是（）A.照相机应用了这一成像规律B.所成的像是倒立，放大的实像C.在蜡烛燃烧的过程中，光屏上的像会向下移动D.保持透镜不动，蜡烛向左移动一段距离，它成的像将变大解析：①看图：物距u=15cm，像距υ=30cm，蜡烛燃烧变短→像变矮→上移；②画坐标图，虚线大括号可代表物的大小和像的大小。
2.已知凸透镜的焦距为15cm，下列说法正确的是（）A.当物距为10cm时，成正立、放大的实像B.当物距为10cm时，成倒立、缩小的实像C.当物体从距凸透镜20cm处远离凸透镜时，像逐渐变大D.当物体从距凸透镜20cm处远离凸透镜时，像逐渐变小解析：3.如图所示，烛焰在光屏上刚好成清晰的像。
透镜不动，将蜡烛移至40cm刻度处，移动光屏，在光屏上能观察到（）A.倒立、缩小的实像B.倒立、放大的实像C.正立、放大的虚像D.光屏上不能呈现像解析：看图：物距u=50cm－20cm=30cm，像距υ=80cm－50cm=30cm，则u=υ=2f=30cm，得f=15cm；将蜡烛移至40cm刻度处，有u=10cm<f，成正立、放大的虚像，虚像不能被光屏承接。
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。
知识讲解 物理学中图像法的应用
高考冲刺：物理学中图像法的应用编稿：李传安审稿：张金虎【高考展望】本专题主要讨论图像法在解决物理问题中的基本分析方法。
分析图像、读懂图像、解决图像问题是历年高考热点。
函数图像广泛应用、渗透于高中物理问题之中，呈现问题的方式复杂多变，涉及的知识面广，信息容量大，综合性强，难度较大。
【知识升华】图像在中学物理中有着广泛应用：（1）能形象地表述物理规律；（2）能直观地描述物理过程；（3）鲜明地表示物理量之间的相互关系及变化趋势。
它要求考生能做到三会：（1）会识图：认识图像，理解图像的物理意义；（2）会做图：依据物理现象、物理过程、物理规律作出图像，且能对图像变形或转换；（3）会用图：能用图像分析实验，用图像描述复杂的物理过程，用图像法来解决物理问题。
【方法点拨】一、物理图像及其考察方法1、物理图象及其意义物理图象是分别以不同的物理量为坐标，按照其对应关系在坐标系中描点、连线而得到的曲线。
因此物理图象反映了两个或几个物理量间的函数关系，是数与形相结合的产物，是具体与抽象相结合的体现，它能够直观、形象、简洁的展现两个物理量之间的关系，清晰的表达物理过程，正确地反映实验规律，利用图象分析物理问题有着广泛的应用。
2、物理图象的考察——从物理图象中挖掘信息物理图象中蕴含着丰富的信息，有效地挖掘信息是利用图象解题的关键环节之一。
考察物理图象应从如下几个方面入手即做到六看，则信息一览无余。
（1）看坐标：首先弄清楚图象反映了哪两个物理量之间的关系，并且要弄清坐标的单位。
（2）看变化：根据图象的走向明确一个物理量随着另一个物理量变化的方式和趋向。
具体地说：①两个物理量之间的函数关系是增函数还是减函数，增减的区间是什么②对于不单调变化的关系要找出最大值和最小值出现的状态③适当的进行曲线的伸延明确物理量的变化趋势和收尾状态（3）看斜率：就是要根据斜率的数学定义和我们已有的物理概念的定义去明确斜率的物理意义——即自觉的赋予斜率一个物理意义。
《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。
浅谈图像在高中物理中的应用
简 单 使 思 路 变 的 更 加 的 清 楚 在 物 理 中这 种 解题 方 向 运 用 到 的 地 方 非 常 的 多 对 于 很 多 的 物 理 过程 图像 法 能 够 清 楚 的 表 现 出
, , ,
。
话 不 仅 不会 解 除 答 案 而 且还 会浪 费 时间 使 问题 复杂化 如果 都 用 解析法 的 话也是 同样 的道 理
目需 要 用 哪 种 方 法
。 。 ,
当然
,
所 以 我 们 要 清楚 哪一 类 题
,
来 这 要 比 一 些 公 式 之 类 的 表 现要 生 动 的 多 如 果 想 要 学好 物 理
, , ,
,
如果 我 们 用 对 了 方 法 做 起题来 就 会显得非
,
就 一 定要 把 图 象 法 掌 握好 我 们 要 培 养 自己 用 图像 法 来 处 理 问 题
,
想 要熟练 的掌 握 这种 图 像 法 最 有 效 的方 法就是 多 做多 练
,
。
们在 做题 的时候 最 常 见的一 种 题 型 知 道物 体重 力 与 摩擦 因 数 还
有力 与地 面 的夹角 让 你 求 这 个 拉 力有多 大
, 。 , 。
这 不 仅仅 适 用 于 对 物 理 的 学 习 在各 科 的学 习 上 都 是 这样
,
一 方 面培 养 自 己 运 用 图像 法解 决 问 题 的意 识 一 方 面 在 不 断 的积 累 过程 中 我 们 可 以 把可 以 用 这类 方法解 决 的问题 进行 分 类 哪一
用 图像 法 来 解 决
。
因 为 解析法 虽然 计算起来 非 常 的 严谨 但 是 计
, 。
,
种 题 目应 该 用 哪一 种 方 法解 决 这样 的话 我们 会对 整个 物 理 学 科
图像法在高中物理“上抛运动”解题中的妙用
图像法在高中物理 上抛运动 解题中的妙用黄㊀伟(河南省嵩县第一高级中学ꎬ河南洛阳４７１４００)摘㊀要:在高中物理中ꎬ上抛运动是一种常见的运动形式ꎬ对于学生来说是一个重要的学习内容.本文主要探讨了图像法在上抛运动解题中的应用ꎬ通过分析两物体距离问题和单物体运动状态问题ꎬ详细介绍了图像法在解决这些问题时的优势和特点.与传统的解析方法相比ꎬ图像法更加直观㊁形象ꎬ易于理解和掌握.关键词:图像法ꎻ上抛运动ꎻ高中物理ꎻ解题方法中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０２３)３６－００８９－０３收稿日期:２０２３－０９－２５作者简介:黄伟(１９８１.４－)ꎬ男ꎬ河南省洛阳人ꎬ本科ꎬ中小学高级教师ꎬ从事高中物理教学研究.㊀㊀ 上抛运动 是高中物理中一个重要的知识点ꎬ对于学生掌握物体运动规律和解决物理问题具有重要意义.然而ꎬ 上抛运动 涉及的知识点较为抽象ꎬ学生理解和掌握起来存在一定的难度.因此ꎬ本文旨在探讨图像法在高中物理 上抛运动 解题中的妙用ꎬ以期帮助学生更好地掌握这一知识点ꎬ提高解题效率.本文将通过分析两物体距离问题和单物体运动状态问题这两个方面ꎬ详细介绍图像法在解决 上抛运动 问题中的应用.１两物体距离问题两物体距离问题在物理运动学中占据了重要的地位ꎬ特别是对于上抛运动而言.当两个物体从相同的高度开始上抛ꎬ但具有不同的初速度时ꎬ理解 它们之间的距离会如何变化 这个问题不仅有助于学生深化对上抛运动的理解ꎬ也可以提升学生解决相关问题的能力.要解决两物体距离问题ꎬ首先需要明确几个关键的物理量ꎬ包括两物体的初始高度㊁初速度以及它们抛出后经过的时间.通过这些信息ꎬ学生可以建立清晰的图像模型ꎬ帮助学生直观地理解问题.其次ꎬ可以利用图像法来描绘每个物体的运动轨迹.通过将初始高度设定为起点ꎬ时间轴表示时间的流逝ꎬ学生可以根据每个物体的初速度和时间ꎬ在图上标记出它们的位置.这样ꎬ学生就可以清晰地看到每个物体在任何给定时间的运动状态.然后可以计算在任何特定时间两个物体之间的距离.只要能够确认两物体的运动图像ꎬ学生就可以确定两物体之间的距离.为了找到最大距离或特定距离ꎬ学生可以观察随着时间的推移ꎬ两个物体之间的距离如何变化.这种方法不仅可以帮助学生更好地理解上抛运动的规律和特点ꎬ还可以提高学生的解题能力和学习效果[１].例１㊀一个质量为２４ｋｇ的气象气球ꎬ以２０ｍ/ｓ的速度匀速上升ꎬ当气球上升到某高度时ꎬ从气球上掉下一个４.０ｋｇ的重物ꎬ假设气球所受浮力始终不变ꎬ再经过３ｓ后气球和重物之间的距离是多少?解析㊀重物掉下后做竖直上抛运动ꎬ经过３ｓ后重物的位移为ｘ１＝ｖ０ｔ－１２ｇｔ２＝２０ˑ３ｍ－１２ˑ１０ˑ３２ｍ＝１５ｍ.重物掉下后气球的加速度为ａ＝Ｆｍ＝４ˑ１０２０ｍ/ｓ２９８＝２ｍ/ｓ２.在此过程中ꎬ气球的位移为ｘ２＝ｖ０ｔ＋１２ａｔ２＝２０ˑ３ｍ＋１２ˑ２ˑ３２ｍ＝６９ｍ.故经过３ｓ后气球和重物之间的距离为ｓ＝ｘ２－ｘ１＝５４ｍ.以上是公式推导法的基本算法ꎬ若做出两物体的运动状态的ｖ－ｔ图像ꎬ如图１所示.图像中三角形阴影面积即为物体之间的距离.数形结合易求得面积为３６ˑ３ː２＝５４ｍ.点评㊀重物掉下后做竖直上抛运动ꎬ根据位移公式ｘ＝ｖ０ｔ－１２ｇｔ２ꎬ可求出经过３ｓ后重物与脱落点的距离.气球原来做匀速直线运动ꎬ重物掉下后ꎬ浮力不变ꎬ将向上做匀加速运动.若运用公式推导ꎬ则由牛顿第二定律求出加速度ꎬ再由位移公式求出经过３ｓ后气球与脱落点的位移ꎬ即可得到经过３ｓ后气球和重物之间的距离.若运用图像法ꎬ则可轻易得出面积即为距离差.图１㊀两物体的运动状态的ｖ－ｔ图像２单物体运动状态问题单物体运动状态问题是一种常见的物理问题ꎬ通过结合图像法进行解题ꎬ可以更直观地理解物体的运动状态和变化ꎬ从而更容易求解问题.图像法可以将物理量之间的关系以图像的形式呈现出来ꎬ使物体的运动状态和变化更加直观易懂.通过观察图像ꎬ我们可以更加清晰地了解物体的运动轨迹㊁速度㊁加速度等物理量的变化情况.图像法不仅可以展现出物体运动的直观形象ꎬ还可以通过测量图像中的数据来进行定量分析.通过测量图像中的距离㊁面积㊁角度等数据ꎬ我们可以更加精确地计算出物体的运动轨迹㊁速度㊁加速度等物理量[２].解题过程中ꎬ首先需要认真审题ꎬ了解题目中描述的物体运动状态和需要求解的问题.然后根据题目的描述ꎬ选择合适的坐标轴和物理量ꎬ建立物体的运动模型.例如ꎬ在解决自由落体运动的问题时ꎬ我们可以选择竖直向下为正方向ꎬ建立物体的速度－时间图像或位移－时间图像.根据建立的模型ꎬ绘制出物体的运动轨迹图或受力分析图.在绘制图像的过程中ꎬ要注意选择合适的坐标轴和单位ꎬ同时也要注意图像的准确性和美观性.观察绘制的图像ꎬ了解物体在不同时间点的运动状态和变化趋势.通过观察图像ꎬ可以了解到物体的速度㊁加速度㊁位移等物理量的变化情况ꎬ从而更好地理解物体的运动状态和变化.最后根据题目要求和图像分析结果ꎬ选择合适的物理公式和数学方法进行计算.例２㊀某人站在高楼的平台边缘处ꎬ以ｖ０＝２０ｍ/ｓ的初速度竖直向上抛出一石子.求抛出后ꎬ石子经过距抛出点１５ｍ处所需的时间.(不计空气阻力ꎬｇ取１０ｍ/ｓ２)解析㊀石子做竖直上抛运动ꎬ由ｖ２＝２ｇｈ得ꎬ石子上升的最大高度Ｈ＝２０ｍ>１５ｍꎻ以竖直向上为正方向ꎬ当石子在抛出点上方１５ｍ处时ꎬ由匀变速运动的位移公式得:ｘ＝ｖ０ｔ＋１２ａｔ２ꎬ即:１５＝２０ｔ＋１２ˑ(－１０)ｔ２ꎬ解得:ｔ１＝１ｓꎬｔ２＝３ｓꎻ当石子在抛出点下方１５ｍ处时ꎬ由ｘ＝ｖ０ｔ＋１２ａｔ２ꎬ得－１５＝２０ｔ＋１２ˑ(－１０)ｔ２ꎬ解得:ｔ３＝(２＋７)ｓꎻ因此石子抛出后ꎬ经过距抛出点１５ｍ处所需的时间可能为１ｓꎬ３ｓ或(２＋７)ｓ.以上是公式推导法的基本算法.该题在解题过程中ꎬ可能会产生 漏算 的问题ꎬ正确答案为３个ꎬ公式推导比较抽象ꎬ可能无法将石子的运动过程具象化.石子的运动过程可作ｖ－ｔ图像ꎬ如图２.图２㊀石子的运动过程石子的运动状态为初速度向上ꎬ加速度向下的０９匀变速运动ꎬ运动状态简单.可轻易得到ｔ２＝２ꎬ假设ｓ１围成面积为１５ꎬ则易得ｔ１㊁ｔ３㊁ｔ４即为所求.根据三角形面积公式ꎬ解方程即得结果.点评㊀本题思路简单ꎬ石子做竖直上抛运动ꎬ求出石子能够到达的最大高度ꎬ然后应用匀变速运动的位移公式求出石子的运动时间即可.本题难度在于 距抛出点１５ｍ处 这一条件.由于竖直上抛运动的石子是在 高楼 抛出ꎬ因此距抛出点１５ｍ的点有两处.又由于石子上升高度与初速度和加速度有关ꎬ因此需考虑最高点与１５ｍ的大小关系.这是公式法比较容易忽略的点ꎬ若将石子的运动状态画到图像中ꎬ则可以避免 漏算 的失误ꎬ这也是图像法的优势所在[３].例３㊀某航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器.试飞时飞行器从地面上由静止开始竖直向上匀加速运动ꎬ运动４ｓ后到达离地面高４０ｍ处ꎬ此时飞行器上有一螺丝脱落(不计螺丝受到的空气阻力ꎬｇ取１０ｍ/ｓ２)ꎬ求:图３㊀螺丝运动示意图(１)飞行器匀加速直线运动的加速度大小ꎻ(２)螺丝脱落后继续上升的高度ꎻ(３)螺丝从脱落到落回地面的总时间.解析㊀画出螺丝运动示意图ꎬ如图３所示.Ａ点是地面ꎬＢ点为螺丝脱落的位置ꎬＣ为螺丝上升的最大高度.(１)飞行器向上做初速度为零的匀加速直线运动ꎬ加速度为ａꎬ有ｘＡＢ＝１２ａｔ２ꎬ代入数据解得:ａ＝５ｍ/ｓ２.(２)螺丝脱落时的速度为ｖＢ＝ａｔ＝２０ｍ/ｓ.继续上升的高度为:ｘＢＣ＝ｖ２Ｂ２ｇ＝２０ｍ.(３)螺丝脱落后ꎬ做竖直上抛运动ꎬＢＣ阶段螺丝做匀减速直线运动ꎬ有ｔＢＣ＝ｖＢｇ＝２ｓ.ＣＡ段做自由落体运动ꎬ有ｔＣＡ＝２ｘＣＢ＋ｘＢＡ()ｇ＝２ˑ６０１０ｓ＝２３ｓ.螺丝从脱落到落回地面的总时间为ｔ＝ｔＢＣ＋ｔＣＡ＝２＋２３ｓ.图４㊀螺丝的运动过程若运用图像法ꎬ如图４所示.第(１)问中ꎬ可根据ｓ２的面积为４０ꎬ算最大速度ꎬ进而求出加速度ꎻ第(２)问即求ｓ１的面积ꎻ第(３)问使ｓ１＋ｓ２＝ｓ３即可ꎬ此时根据三角形面积公式ꎬ求得ｓ３即可.点评㊀本题对于螺丝的运动状态做分析ꎬ先做匀加速直线运动ꎬ之后做匀减速直线运动ꎬ再做匀加速直线运动ꎬ运动状态的复杂性较例２有所提升ꎬ但设问相较于例２较为简单.公式法对于这类的题目ꎬ比较容易犯错ꎬ因为该题中的速度状态和加速度状态变化较多ꎬ而运用图像法可避免运动状态的繁琐ꎬ图像法的优势在本题中比较突出.总而言之ꎬ图像法在高中物理的上抛运动解题中具有独特的妙用.通过数值计算和几何的图像化呈现ꎬ我们能够更加深入地理解物体的运动规律.数形结合不仅培养了学生的解题能力和空间想象力ꎬ更能激发他们对数学与几何的兴趣与理解.借助图像法ꎬ可以探索上抛运动的奥秘ꎬ让学生在物理学习中领略到数学与几何的魅力ꎬ激发他们对学科的热爱与探索精神.参考文献:[１]张立那.刍议斜上抛运动中的水平射程的极大值问题[Ｊ].高中数理化ꎬ２０２３(１８):２１－２２.[２]邓粤俊.蹦球混沌运动中的速度分布和等级结构[Ｄ].哈尔滨:哈尔滨工业大学ꎬ２０２２.[３]吕佳桐ꎬ王月媛.浅析竖直上抛运动的对称性问题[Ｊ].数理化学习(高中版)ꎬ２０２１(１２):５１－５３ꎬ５６.[责任编辑:李㊀璟]１９。
图像法在高中物理教学中应用的问题
图像法在高中物理教学中应用的问题摘要：随着时代步伐逐步迈向新的旅程，新课程改革推进的深入，教学方法的逐步革新，图像法在物理教育教学工作中凸显的优势日益明显。
图像法能够良好的锻炼学生的观察能力，使其逻辑思维与发散思维更好的展现。
本文亦在阐明图像法对物理教学中的重要作用问题。
关键词：图像法物理应用图像法，顾名思义是用图像呈现所想要表达的知识要点。
不同于以往纯文字的表达方式，图像具有给人以更加清晰直观的感受，并且一个图像中包含的知识点可以是非常多的，就拿简单的V-t图来说：除了简单的横坐标、纵坐标所直接告诉我们的信息以外，还有图像所呈现的面积是物体运动的路程，并且斜线的斜率是物体的加速度。
由此看来，看似简简单单的一个图其实并没有那么容易，原来物理并没有大家想象的那么难！图像法所表达的知识还可以用数学知识来解决，将两个学科巧妙的连接在一起，这是多么奇妙！一、提高学生的观察力，开拓新思维物理这个学科，其本身所带有的特质，不得不提到的一点就是逻辑思维。
图像法是物理教育教学工作中最重要也是最常用的一种教学方法之一。
图像要求学生利用数形结合的方法来探究。
图像本身的呈现将复杂的问题单一化，困难的问题简单化。
图像将物理学中抽象的，表达规律的简单，直观，清晰的表现出来。
可是即使图像将一切知识点都呈现出来，这还远远没有达到我们所要求学生们达到的目标。
他们要通过公式，通过实验，亲自动手绘制属于自己独一无二的表格，这个过程中间可能存在误差，错误。
只有孩子们亲身经历过，才方知图像带来的奥秘。
一个充满知识点的图像需要学生通过观察、探究，利用他们的发散思维，逻辑思维来消化，内化这些知识点。
学生通过观察，在上百个图像中寻找出规律，在联想和观察的共同作用下，然后从中抽取出总结出物理概念。
这个过程，学生的思维得到整体性的锻炼，为未来看待问题，解决问题做了一个良好的基础性建设，打了良好的地基。
二、解题教学简洁清晰，便于学生思考在平日的教育教学工作中，据我观察，出现的这样一种奇妙的现象。
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。
图像法在高中物理解题中的作用
出它们之 间的关 系。在物理题 目中常常会遇到把物理题 目转化 为 理 问 题 。 图像 问题 ， 通过对 图像 的描绘 、 分析 以及计 算来 解决物理 问题 ， 这
一
些 数学 工具 ， 包括解 析几何 、 三角 函数 、 斜率等数学 图像 等
例如 ， 在物体受力分析 些物理题 目中会 给出针对性 的图像 ，这些图像是为了描述 物体 的 在分 析物理 问题 中也得到 比较广 泛的应用 。
２ ０ １ ３年 ９月 ２ ８日
图像法在高 中物理解题 中的作用
文／ 江 海 飞
摘
要： 图像法作为 一种 比较直观形象的语言 ， 在 解决一些物理 问题的时候会发挥独特 的作用。 图像法在高 中物理解题 中应用不
仅够帮助学生发现物理题 目中的规律 ， 而且还可以有效地 简化解题 的过程 ， 提 高解题 的速度和准确性。
物理状 态 ， 也可能是为了描述物体的运动规律 。 在解决这类 物理 题 的过程 中， 其作图的过程 中要用到图像 ， 计算光 的传播途径和力 的
目时要 注意认真地观察和思考 ，把 图像 中的物理关系转化为数 学 受力方向的时候也要用到图像法 ； 研究 波的传播 规律的时候要用
运算关 系， 通过数 学方法来解决 问题 。 二、 图像 法在物理解题 中的应用
展学生思维 的广 阔性和灵活性 。 １ ． 方法发散
３ ． 条件发散 例： “ ……请问工厂里有女职工多少人？ ” 让学生补充条件并说除
解题 方法。 ① 工厂 里有 男职 工３ ０ ０ 人， 女 职工占 男 职工的孚。 ｑ ② 工厂
－
例： “ 李 师傅 准备生产 了 ９ ６ ０个零件 ， 已知前 ｌ Ｏ天完成 了 ，
图像法在高中物理教学中的应用研究
图像法在高中物理教学中的应用研究1. 图像法在高中物理教学中的定义。
图像法是一种以图像的形式来表达知识的方法，它通过图表、图形、图像、示意图等形式，使学生能够更容易地理解物理概念。
图像法在高中物理教学中的应用可以提高学生的学习兴趣，提高学习效率，更好地激发学习热情，使学生更快更好地掌握物理知识。
2. 图像法在高中物理教学中的应用研究现状随着科技的发展，图像法在高中物理教学中的应用越来越广泛。
图像法可以帮助学生更好地理解物理概念，提高学生的学习效果。
目前，图像法在高中物理教学中的应用研究现状主要有以下几点：一是图像法可以有效地提高学生的学习兴趣。
图像法能够通过图片、动画等形式来展示物理知识，使学生更容易理解，激发学生的学习兴趣。
二是图像法可以提高学生的学习效果。
图像法能够帮助学生更好地理解物理概念，更容易掌握物理知识，从而提高学生的学习效果。
三是图像法可以提高学生的学习能力。
图像法能够帮助学生更好地理解物理概念，更容易掌握物理知识，从而提高学生的学习能力。
四是图像法可以提高学生的创新能力。
图像法能够帮助学生更好地理解物理概念，更容易掌握物理知识，从而提高学生的创新能力。
总之，图像法在高中物理教学中的应用研究现状可以提高学生的学习兴趣、学习效果、学习能力以及创新能力，为高中物理教学提供了有效的支持。
3. 图像法在高中物理教学中的优势分析图像法在高中物理教学中具有多重优势，可以有效提高学生对物理知识的理解和掌握。
首先，图像法能够更加直观地表达物理知识，使学生更容易理解和记忆，从而提高学习效果。
图像法可以通过图表、示意图、动画等形式，使学生更容易理解复杂的物理概念，并能够更好地把握物理规律。
其次，图像法可以更好地激发学生的兴趣，激发学生的学习热情。
图像法可以使学生更加生动地认识物理知识，而且可以增加学生的参与度，让学生更加主动地参与到物理学习中来。
最后，图像法可以帮助学生更好地掌握物理知识，提高学生的学习能力。
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。
物理解题方法之——图像法
图像法
面：图线与坐标轴围成的面积常与某一表示过程 的物理量相对应。如V 图像与横轴包围的“面积” 的物理量相对应。如V-T图像与横轴包围的“面积” 大小表示位移大小。 斜率：表示横、纵坐标上两物理量的变化之比， 常用一个重要的物理量与之相对应，同样可以从 物理公式或者单位的角度去分析。如V 物理公式或者单位的角度去分析。如V-T图像的斜 率表示加速度的大小。 截：表示横、纵坐标上两物理量在“边界” 截：表示横、纵坐标上两物理量在“边界”条件 下物理量的大小。一般代表物理过程的初状态或 者末状态。
解析： 解析：物体做直线运动时，其位移可用 速度速度-时间图像中的面积来表示，故可用 图像法解答。
S甲
△s
s
S甲= s + △s
v
v
0
s s
0
S甲
△s
甲
s
t
乙
t
s
S甲= s + △s
△s=2s
例题2 例题2：
一火车沿直线轨道从静止出发由A地驶向B 一火车沿直线轨道从静止出发由A地驶向B 地，AB 地，AB两地相距S，火车做加速运动时，其 AB两地相距S 加速度最大为a 加速度最大为a1，做减速运动时，其加速度 的绝对值最大为a 的绝对值最大为a2，由此可以判断出火车由 A到B所需的最短时间为多少？
解析： 解析： 因为老鼠从洞沿直线爬出的速度与通过的 距离成反比，即s=k/v.则不能通过匀速运 距离成反比，即s=k/v.则不能通过匀速运 动、匀变速运动公式直接求解，所以想到 要通过图像法解决。 但我们可以理解为s 但我们可以理解为s 与1/v成正比。 1/v成正比。
以距离S为横轴，1/V为纵轴建立坐标系，作1/v——s 以距离S为横轴，1/V为纵轴建立坐标系，作1/v——s图像， 在1/V——S图像中，所围面积即为所求的时间。 1/V——S 则S与1/v成正比。 1/v成正比。
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2
截距W= 2.5 × 10-19 J
0 -2
5
10
ν/×1014Hz
截距ν0=4.0 ×1014Hz
5
分子力和共振曲线
6
电源的输出功率
P
E2R
R r2
4RrБайду номын сангаас
R r2
E2 4r
E2 4r
可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，
P出
而当内外电阻相等时， Pm 电源的输出功率最大为
Pm
E2 4r
sinα2
A
0.4
0.2
θ
0
0 0.2 0.4 0.6 0.8
sinα1
12
2001年春 将 物 体 以 一 定 的 初 速 度 竖 直 上 抛．若不计空气阻力，从抛出到落回原地的 整个过程中，下列四个图线中正确的是
( BC )
动
动
动
势 能
量 大
能
量 大
小
小
0
时间 0
时间 0
高度 0
高度
A
B
C
D
mgh=mg (v0 t - 1/2 gt2 )
图像法在物理中 的应用
1
图像法在物理中的应用
1. 图象概述及 常见的图线,
2. 图像的 物理意义；
分子力及共振曲线 电源的输出功率 例1
3. 图像的横、纵轴的物理意义；图像的斜率、截距、
所围面积、极值点、起始点的 意义；
光电效应方程 闭合电路的U-I 图象 例2 例3
4.明确图像描述的函数关系；所对应的物理情景；应用图像判
Or
R
7
例1、从高h处自由下落的物体,它的机械能随高度变 化的关系是图3中的哪一个? ( D )
E
E
E
E
0
h0
h0
h
A
B
C
0
h
D
如图为一轻质弹簧的长度L和弹力f 大小的关系,试由
图线确定：
(1)弹簧的原长.
f/N
(2)弹簧的倔强系数.
20 15
(3)弹簧伸长2.5cm时,弹力的大小. 10
答: 10cm; 200牛/米; 5牛
断出相应的 物理过程；
2001年春
例4
例5
例6
5. 根据运动过程的分析画出图像，
例7
例8
例9
例10
6. 借助图像解决有关物理问题。
例11 例12 例13 例14 电热灭蚊器 例15 例16
2001年高考20 2005年苏锡常镇一模12
05年徐州市第二次质量检测12 例17
练习
2
物理图像不仅可以使抽象的概念直观形象，动态
p=mv=︱m(v0 -gt) ︳
Ek= Ek0 - mgh
13
例4、蹦床有“空中芭蕾”之称。在2001年
11月广东举行的第九届全运会上，蹦床首次被列
入正式比赛项目，下列图中能反映运动员从高处
落到蹦床后又被弹回过程中，加速度随时间变化
情况的是 （ C ）
a
a
a
a
0
A
t
0
B
t
0
C
t
t
0
D
14
例5、 物体在受到与其初速度方向一致的合外力 作用下作直线运动，合外力的大小随时间t 的变化情 况如图示，则物体的速度 （ D ） F
和路端电压；
交点和原点之间的矩形的面积表示输出功率；
a 的斜率的绝对值表示内阻大小；
b 的斜率的绝对值表示外电阻的大小；
u
当两个斜率相等时（即内、外电阻 E
相等时)图中矩形面积最大，即输 出功率最大（可以看出当时路端电 U
压是电动势的一半，电流是最大电
流的一半）。
β
O
N
M（I，U） ba
α
I
Im 10 I
例2、如图所示的图线,A是某电源的U－I图线,B 是电阻R的U－I 图线,这个电源的电动势等于_3_.0_V___, 内电阻等于 0.50Ω ，电阻R的阻值等于 1.0Ω ， 用这个电源和这个电阻R串联成闭合电路，电源输出 的电功率等于_4_.0_W___，电源的效率是 67% 。
虚线和坐标轴所包围的面积 等于输出功率, P出=4W
v/ms-1
8 4 0
5
a
8
4
m
10
I/A
10
0
5
U/V
10
9
8
7
6 0
2
t/s
10
1/m
10
I/4A
4
T/s
4
2
L/m
0
1 2 3 45
T2/s2
16 12 8 4
0 1 23 4
斜率 k=T2/L=4π2 /g
则g=4π2 L/T2=π2 =9.87m/s2
L/m
Ek/10-19 J
4
斜率 k=h=6.6×10-34 J·s
4.明确图像描述的是什么函数关系；对应的物理情景；
能够应用图像判断出相应的 物理过程；
5.或者根据运动过程的分析画出图像，
6.并且借助图像解决有关物理问题。
3
v/ms-1
8
常4
见0
5
的
a
8
图4
象0
5
U/V
8 4 0
5
v/ms-1
10
0
-10
1
t/s
10
a
8
4
F
10
0
5
U/V
8
4
0
I/A
10
5
2 t/s
η= P出 / P总=4/6=67%
U/V 3
B
2
A
1
0 0 24
I/A 6
11
例3 、在测定玻璃砖的折射率的实验中，根据测
得的入射角和折射角的正弦值画出如图所示的图线，
已知直线OA与横轴的夹角θ，光线是由空气射入玻璃
砖的，由图可知 （ C ）
A．入射角为α1，玻璃砖的折射率为tgθ B．入射角为α2，玻璃砖的折射率为tgθ C．入射角为α1，玻璃砖的折射率为ctgθ D．入射角为α2，玻璃砖的折射率为ctgθ
A. 先变大后变小 B. 先变小后变大
C. 一直变小
D. 一直变大
t
0
练习、如图示的四个图象中，能够正确反映一 种元素的同位素原子核的质量数M与其中子数N之 间的关系的是 ( B )
M
M
M
M
N
N
N
N
0
0
0
0
15
例6、正弦交变电流图象如图所示，其感应 电动势的最大值为__5_0__ V，当线圈转速变为 原来的 2 倍时，所产生交变电动势的有效值 __5_0___V．周期为 0.056 s．
e/V
50
0
0.04
-50
0.08 0.12
t/s
0.16
16
例7、 一辆汽车在起动过程中，当速度达到
5m/s时保持功率不变，从此时起以0.5min钟时间
内行驶了300m，则在这0.5min末，汽车的速度
变化过程清晰，物理量之间的函数关系明确，还可以 恰当地表示用语言难以表达的内涵。用图像法解物理 题不但迅速、直观、还可以避免复杂的运算过程。
图像法在物理中的应用很广，在图像的学习中
1.要了解 常见的图线,
2.注意理解图像的 物理意义；
3.搞清楚横、纵轴的物理意义；图像的斜率、截距、
所围面积、极值点、起始点各有什么 意义；
5
L /cm
0
0 5 10 15 20 8
爱因斯坦 光电效应方程 Ekm= hν – W
作出方程的图线如图示：
横轴——入射光子的频率 纵轴——打出光电子的最大初动能
横轴截距——极限频率
Ekm
纵轴截距的绝对值—逸出功
ν
斜率——普朗克恒量
0
ν0
-W
9
闭合电路的U-I 图象
右图中a 为电源的U-I 图象；b 为外电阻的U-I图象； 两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流