函數(shù)圖像法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用解析

劉二波

◆摘? 要：文章針對高中物理教學(xué)中函數(shù)圖像法的應(yīng)用，對該解題方法進(jìn)行了介紹，闡述了函數(shù)圖像法應(yīng)用的積極作用，探究了實際解題步驟，最后通過例題解析對函數(shù)圖像法進(jìn)行了深入理解，希望能夠切實提高物理教學(xué)水平。

◆關(guān)鍵詞：函數(shù)圖像法;物理教學(xué);v-t圖;s-t圖

高中物理學(xué)科的教學(xué)，其中包括一定的物理規(guī)律，這些除了以文字描述之外，也可以使用數(shù)學(xué)函數(shù)方程式進(jìn)行求解，其中一些物理規(guī)律也可以使用圖像進(jìn)行表述，這就是所謂的函數(shù)圖像法。函數(shù)圖像法應(yīng)用，主要是在化解函數(shù)后的一種簡便求解方法，其優(yōu)勢是可以更加直觀的了解函數(shù)出現(xiàn)的變化，從而探究其中存在的物理規(guī)律。但是對于函數(shù)圖像法應(yīng)用，還存在一些問題，需要深入探究。

1函數(shù)圖像法概述

物理與數(shù)學(xué)兩個學(xué)科之間的聯(lián)系十分緊密，為了能夠熟練地應(yīng)用數(shù)學(xué)知識求解物理習(xí)題，必須要通過幾何坐標(biāo)法結(jié)合數(shù)形結(jié)合思想，將與之有關(guān)的物理量關(guān)系進(jìn)行描述，使物理規(guī)律能夠清晰、直觀的呈現(xiàn)，同時也可以有效聯(lián)系物理圖像與方程。當(dāng)明確了函數(shù)圖像與方程組的聯(lián)系之后，可以觀察圖像，了解隱藏的規(guī)律以及今后的發(fā)展軌跡，從中捕獲物理量的定性、定量聯(lián)系，最終解答出準(zhǔn)確的答案。

物理教學(xué)過程中對函數(shù)圖像法進(jìn)行研究，也可以對涉及到的物理知識進(jìn)行再次鞏固，同時也可以驗證相關(guān)物理規(guī)律。由此一來，可以幫助學(xué)生形成問題分析與解決的能力，抽象數(shù)學(xué)知識以及解題方法也可以被運(yùn)用在物理教學(xué)當(dāng)中，從而應(yīng)用物理規(guī)律求解物理問題。

2函數(shù)圖像法在物理學(xué)科中的應(yīng)用優(yōu)勢

在物理教學(xué)中應(yīng)用函數(shù)圖像法，其本質(zhì)上屬于既形象、又直觀的“物理語言”，一方面可以將抽象物理概念直觀的呈現(xiàn)出來，提高物理動態(tài)過程的清晰性，此外也可以使用合適的語言表述物理知識中隱藏的內(nèi)涵。使用函數(shù)圖像法進(jìn)行物理問題的解析，既可以簡單直接的完成分析、求解，又可以簡化問題求解過程，這是解答物理問題最為簡單直觀的一種方式。深入了解物理函數(shù)圖像法，并且在實際教學(xué)中加以運(yùn)用，有利于培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力以及跨學(xué)科解題能力，應(yīng)用數(shù)學(xué)知識求解物理問題，為其賦予直觀性、形象化的特征。通過函數(shù)圖像法的運(yùn)用，將物理、數(shù)學(xué)、信息技術(shù)等相關(guān)學(xué)科進(jìn)行了融合，提高物理教學(xué)效率的同時，也能夠加強(qiáng)學(xué)生綜合素質(zhì)。

3函數(shù)圖像法運(yùn)用的幾點流程

在高中物理教學(xué)中應(yīng)用函數(shù)圖像法，上文已經(jīng)闡述了諸多優(yōu)勢，但是教學(xué)的重點是讓學(xué)生了解該解題方法，并且運(yùn)用其求解物理習(xí)題。接下來針對圖像坐標(biāo)選取以及圖形構(gòu)建展開分析：

3.1深入觀察并分析圖像

了解物理函數(shù)圖像具備的物理意義，以此為基礎(chǔ)可以將圖像相關(guān)的所有物理習(xí)題進(jìn)行求解，這對于學(xué)生的要求是可以觀察圖像，從中可以明確的分析函數(shù)圖像代表的意義，深入圖像，不要只停留于表面，更不要將問題已知條件中給出的幾何圖形、質(zhì)點運(yùn)動軌跡、圖像函數(shù)圖線這三點混淆。

3.2教學(xué)圖像化

教師進(jìn)行物理教學(xué)期間，需要將涉及到的物理概念、規(guī)律以及定律等知識轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像，利用日常教學(xué)過程，使學(xué)生能夠深入了解物理圖像。

3.3按照“清、全、透”三點原則進(jìn)行教學(xué)

教師對物理圖像進(jìn)行分析的過程中，必須要保證清晰性與全面性。所謂清晰性，即圖像蘊(yùn)含的物理意義要清晰，而全面性則是物理圖像內(nèi)包含的物理信息不能簡單的局部分析，使學(xué)生可以掌握圖像物理意義，并且對意義有橫向理解。此外，教師應(yīng)用函數(shù)圖像法，當(dāng)面對一個物理圖像，需要將其和以前所學(xué)習(xí)的物理知識進(jìn)行結(jié)合，保證學(xué)生可以縱向把握圖像，高效完成問題的求解。

3.4通過日常練習(xí)培養(yǎng)習(xí)慣

日常進(jìn)行物理教學(xué)期間，教師必須要注意采集與圖像相關(guān)的問題，作為學(xué)生的練習(xí)題，使用函數(shù)圖像法，直觀的分析問題，使學(xué)生可以真正感受到函數(shù)圖像法的優(yōu)勢，從而形成解題慣性。

4高中物理教學(xué)中函數(shù)圖像的應(yīng)用

高中物理教學(xué)中比較常見的函數(shù)圖像主要有以下幾種：①v-t圖像;②s-t圖像;③波動圖像;④P-T圖像;⑤P-V圖像;⑥U-I圖像;⑦I-t圖像。透過圖像層次進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)主要包括點、線、面、形這4個層次，如果站在圖像形狀分析，則發(fā)現(xiàn)有直線型、正弦、余弦曲線型、雙曲線型、拋物線型等多種形狀。下面主要對其實際應(yīng)用進(jìn)行分析。

同學(xué)們在實際解題計算時，常需要平方和開根號，帶來不少的計算量。而有的題目，如果用圖像法來處理，不僅能使同學(xué)在看題后，能理清題目多個物體的運(yùn)動過程，還能在后面的計算中簡化步驟，減少出錯。原因在于圖像法中，以v-t圖為例，面積和線段長度能表示位移、速度變化量等物理意義，通過簡單的相乘相加減就能得出答案。

下面以一道兩車相遇題目為例：

1935年在蘇聯(lián)的一條直鐵軌上，有一列火車因蒸汽不足而停駛，駕駛員把貨車廂甲留在現(xiàn)場，只拖著幾節(jié)車廂向前方不遠(yuǎn)的車站開進(jìn)，但他忘了將貨車廂剎好，使車廂在斜坡上以4m/s的速度勻速后退，此時另一列火車乙正以16m/s的速度向該貨車廂駛來，駕駛技術(shù)相當(dāng)好的駕駛員波爾西列夫立即剎車，緊接著加速倒退，結(jié)果恰好接住了貨車廂甲，從而避免了相撞。設(shè)列車乙剎車過程和加速倒退過程均為勻變速直線運(yùn)動，且加速度大小均為2m/s2，求當(dāng)波爾西列夫發(fā)現(xiàn)貨車廂甲向自己駛來而立即開始剎車時，兩車相距多遠(yuǎn)？

5結(jié)束語

綜上所述，函數(shù)圖像法在高中物理教學(xué)中應(yīng)用，一方面可以降低物理解題難度，另一方面也可以使物理問題更加直觀的呈現(xiàn)在學(xué)生面前，快速、準(zhǔn)確的完成解題，從而提高物理綜合素質(zhì)。此外，物理教學(xué)中應(yīng)用函數(shù)圖像法，也是物理知識與數(shù)學(xué)知識結(jié)合的體現(xiàn)，使用數(shù)學(xué)知識求解物理問題，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科知識應(yīng)用能力。

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