物理图像法“三字经”的教学策略

方志军

摘 要：高中物理图像是通过应用物理的方法或是应用数学手段总结出来的，考查考生的理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学处理物理问题的能力、实验和探究能力等学科素养。在高中物理复习课教学中如何突出图像作用，挖掘图像功能，大力培养学生图像思维能力是值得我们研究的一个重要课题。图像来描述物理过程，可以描述出其变化的动态特征，图像问题概括起来基本是“轴、点、线、面、斜、截”六个方面，虽然便于记忆。但是同学们答题时往往无从下手，或者因为细节问题没有注意，导致出现“会而不对”。针对这一现像，复习时笔者以“三字经”的形式处理图像法的重点和难点，不仅好记，而且易掌握。

关键词：物理图像法；“三字经”；教学策略

图像法“三字经”：

坐标轴，要看清，符号准，单位精；先看点，符号现，交点同，拐点变；斜率意，截斜观，看完线，再积面；画图题，规律找，变形式，得图像；审题意，角度多，图像法，常用之。

一、坐标轴，要看清，符号准，单位精

图像是由坐标轴组成，看清横轴、纵轴原点是否从零开始，看清直角坐标系中横轴、纵轴的符号及其代表的含义，即图像是描述哪两个物理量间的关系，同时注意单位及标度。

二、先看点，符号现，交点同，拐点变

图像是由点组成的，点是图像的最基本单元。理解图像上的点是掌握图像的基础，一般说来，图像上的点表示一个状态，已知图像上的一点就可知对应的纵坐标和横坐标的物理量值。如：质点运动图像上的点表示物体运动过程中的某一状态；U-I图像上的点表示闭合电路的某一工作状态，交流电图像上的点表示某一瞬时的感应电动势、电流和电压值等等。

在研究点的时候，最常见的是交点和拐点。一般研究交点的相同量，即坐标轴所代表的物理量相同，而对于拐点则是多过程中的重点和关键，所以多过程中的拐点又称“黄金点”。拐点是联系两个过程的纽带，其相同之处由图像可以直接得到，在研究拐点时，更多的是研究其变化，即两过程不同之处。

三、斜率意，截斜观，看完线，再积面

坐标图像中的斜率、截距是研究重点。纵轴截距：一般代表物理过程的初状态情况，所以遇到直线问题应该先观察截距。如：初速度不为零的匀变速直线运动的V--t图像，其截距表示初速度v0；路端电压与电流 U-I图像的纵坐标截距表示电源的电动势E，横坐标截距表示短路电流I。斜率：是联系各变量的纽带，它反映一个物理量对另一个物理量的变化率。应用斜率可以求出某些物理量，而且还可以直观地比较物理量的大小，分析物理量的变化。如：位移图像的斜率表示质点运动的速度，速度图像的斜率表示质点运动的加速度，电压电流图像的斜率表示导体的电阻，电磁感应图像的斜率反映感应电动势的大小。在用单摆测重力加速度的实验中，引导学生用图像来处理数据，由T2=42L/g可知，引导学生以T2为横轴，L为纵轴建坐标，则由各组数据得到的图线应该是过原点的直线，其斜率是常数，应为g/42，通过计算图线的斜率，也就可计算出重力加速度g。

积点成线，围线成面。“面”是指图线与坐标轴所围的面积或面积的变化。这方面的内容相对复杂些有些难度。围绕这方面的分析教学应抓原理重根本。首先，在V—t图像引入图像面积，V—t图像中所围面积代表位移，但在教学时，务必清楚明白地推导或证明“图像面积等于质点的位移”的道理。各图像中的“面积”大小均含有一种累积效应，所表示的物理量均为过程量。

四、画图题，规律找，变形式，得图像

物理中常见有这样的五种定量图像.

（一）常数型图像：有静止物体的S--t图，匀速运动的V-t图，匀变速运动的a-t图，恒力F—t等等。这类图的特征是图线垂直于某一坐标轴，表示某一物理量不随另一物理量的变化而变化，是一个常数。

（二）正比例型图像：有匀速运动的s-t图，v0 为零的匀变速直线运动的V---t图， m一定的合力F—a图.。这类图的特征是图线是一条过原点的倾斜直线。

（三）一次函数图像：有V。≠0的匀变速直线运动V--t图，路端电压与电流U-I图等。

（四）二次函数图像：有匀变速直线运动的S-t图等，有时二次函数图像也可变换成一次函数图像，如二次函数图像v0 为零匀变速直线运动的S-t可变换成一次函数图像S-t2。

（五）正（余）弦函数图像：有简谐运动的位移X-t图，正弦（余弦）交变电电压u-t、电流i-t图等。

其中正比例型图像和一次函数图像最为常见，实验中更是如此。寻找联系这两个物理量的相关物理规律，在这一过程中应用规律取得关系式，并對表达式进行必要的形式变换（常转化为函数表达形式），由表达式形式和数学相关的函数图像知识就可得正确答案。

五、审题意，角度多，图像法，常用之

审题要注意方法，如我们常采用图像法的有画过程图法、图表法、模型法等。图像法不仅思路清晰，而且在很多情况下可使解题过程得到简化，起到比解析法更巧妙、更灵活的效果。甚至有些运用解析法无能为力的问题，运用图像法却迎刃而解。

物理图像是形像描述物理过程和物理规律的有力工具，也是解决物理问题的一种手段。物理图像区别数学图像的根本就是它富有明确的物理意义，体现具体的物理内容，描述清晰的物理过程。用图像表示物理规律是高中阶段常遇到的问题，正确合理使用图像有利于我们对问题的分析，有利于加深对规律的理解。总之图像法是解决物理问题的一种重要手段，在教学要善于培养学生识图、建图、用图的能力，努力提高学生图像法解决物理问题的能力。