图象分析法在高中物理力学解题中的应用措施

火海宏

摘 要：在高中物理课程中，图像法解物理题是常见的教学方式。物理图像通过动态过程借助图像表示物理函数关系，直观性强，学生容易理解和接受，高中物理学科的教师可以通过灵活利用物理图像，引导学生自主分析图像数据，通过分析来掌握知识点。特别是在力学部分的教学中，图像分析法更是常见的教学手段。

关键词：图象分析法;高中物理;力学解题

一、在动态平衡学中灵活利用图像分析法

在高中物理的教学活动中，动态平衡问题是教学重点，关于动态平衡问题，在学习和解题过程中需要用到力学分析，学生还需要注意物体的运动过程，此外，还涉及到机械能守恒等知识点。在这部分内容的教学中，教师可以通过三角图像将物体的动态平衡状态表现出来，通过直观的观察，将抽象问题具体化。例如，教师可以首先在黑板上简单地用粉笔画出一面墙壁，在墙壁上有一个固定滑轮，在固定滑轮绕过一根绳子，绳子的另一端挂着一个小球。然后，教师可以和学生一起分析小球的受力情况。通过观察，学生们不难发现，小球一共受到三个力，分别是小球自身的重力、绳子的拉力以及墙壁的支持力。通过在黑板上用彩色粉笔标注这三个力，可以发现这三个力呈现出一个闭合的三角形。这时，教师可以抛出问题，如果拉动绳子使小球沿墙壁匀速上升，小球受到的拉力和墙壁的支持力会怎样变化。假设绳子与墙壁的夹角为θ，当小球匀速上升时，夹角θ不断变大，根据动态平衡条件可以知道，拉力和支持力随着夹角θ而增大。

二、在重力学中灵活应用图像分析法

重力学是高中物理学科知识点中的基础知识点，通过学习牛顿的万有引力定律可以知道，重力具有方向性，是垂直向下的。重力的学习是物理力学学习的基础，在分析物体受力情况时，重力是首先要考虑的受力。因此，在学习重力这部分内容时，教师要特别注意加深学生对基础概念的理解和掌握。如果学生不能充分理解和掌握重力的基础概念，在解题时很容易出现思路混乱的情况，以及，在后续的学习中，与重力学相关的部分也会受到影响。而如果教师注意在重力学的学习和教学中积极利用图像分析法，不仅可以帮助学生轻松地理解重力学知识点，更能为后续其他知识点的学习奠定坚实的基础。有助于提高学生对物理知识的理解能力，对物理问题的分析能力都有很重要的积极影响。例如，教师可以在班级中选出身高差距最明显的两名学生，让同学们分析两人在自然站立时，谁站的更稳。通过在黑板上将两人用简笔图像的方式绘制成图像并且进行对比，学生们可以发现身高高的同学重心高、重力力矩大，而身高矮的同学重心低、重力力矩小，因此可以轻松得出高个子的同学不如矮个子的同学站得稳的结论。

三、在摩擦力学中灵活利用图像分析法

摩擦力同样也是高中物理力学的重要内容。在学习摩擦力这部分内容时，教师可以通过图像帮助学生全面分析哪些因素会影响物体摩擦力。例如，在分析汽车刹车原理时，教师可以利用汽车刹车的形象图像来诱导学生发现车轮刹车时受到的摩擦力。通过亲眼观察车轮与地面之间产生的摩擦，可以很容易理解轮胎受到的转动摩擦力。通过进一步引导学生仔细观察，可以发现车轮的轮毂与车胎之间也存在摩擦力。除此以外，教师还可以在具体的习题中灵活利用图像分析法，帮助学生梳理解题思路从而提高解题效率。比如，已知有一辆大卡车，要在车上装载一箱重物，假设重物的重量为N，卡车长度为L，装车工人以速度V将重物从卡车尾端水平抛射到卡车上，动摩擦因数为F，最大静摩擦力可以看作与滑动摩擦力相等，问重物对卡车的摩擦力是多少。在该题目中，涉及到的因数较多，如果让学生考凭想象力去解题，难免会出现考虑不周而思路偏差。这时，教师可以引导学生一边读题，一边动手用笔在草稿纸上简单地作图。通过在草稿纸上亲自作图，可以更直观地观察卡车与重物之间的受力关系。这样，学生很容易就能够列出等式，重物受的摩擦力等于动摩擦因数乘以质量和重力。有助于帮助学生迅速解题，解题思路更加清晰，解题准确率进一步提高，同时可以增强学生的学习信心，从而逐渐养成良好的学习习惯。

四、在运动学中灵活应用图像分析法

高中物理运动学主要涉及速度、路程、时间等，在运动学的学习中，通过灵活应用图像分析法，可以使物体的运动变得形象直观，而且还能加深学生对物体的运动规律理解程度，从图像中可以直接读出一些单纯通过想象所不能考虑到的一部分问题。例如，教师可以首先向学生抛出问题，已知在斜面上有一个小方块，小方块在斜面上处于静止状态，与斜面相交的水平面是光滑的水平面，在水平面上的与斜面相交的地方放置有另一个一模一样的小方块。在某一时刻，斜面上静止的小方块开始下滑，而且，水平面上的小方块也开始以初始速度为零的速度做匀加速直线运动。在经过一段时间以后，斜面上的小方块追上了水平面上的小方块。问水平面上的小方块加速度时多少。在刚听到这个问题的时候，学生肯定会觉得无从下手，很难准确的理解题意。这时，教师可以在黑板上根据题目画出图像。并且，在画图的过程中，可以将斜面上的小方块设为A，将水平面上的小方块设为B，将斜面与水平面的夹角设为θ。通过在黑板上画图，题目大意一目了然，在理解题目之后，学生们可以开设分析两个木块的运动状态。将运动时间设为t，運动速度则设为v，将时间t为横轴，速度v设为纵轴，画出坐标轴，在坐标轴中绘制出小方块A和小方块B的速度与时间变化情况。通过综合分析即可以得出时间与加速度的关系。

总结

在高中阶段的物理课程中，力学的很多内容都可以利用图像分析法，特别是重力学、弹力学以及摩擦力学，这些都是高中力学知识点中的重要部分，不仅难度高，对学生的掌握要求也更加严格。因此，高中物理学科的任课教师必须竭尽所能灵活利用图像分析法，将抽象的知识点用直观化的图像表现出来，帮助学生快速、准确地理解和掌握知识点，并且在解题时能够灵活运用知识点，提高准确率。有利于提高学生的学科成绩和学习能力，同时提高教师的教学效率和质量。

参考文献：

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