浅谈草图在物理教学中的作用

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  在分析和解决物理问题时,草图所起的作用是十分突出的,很多情况下甚至起着关键作用。下面谈谈自己在教学中培养学生画草图的一点体会。
  
  一、草图可以使繁琐问题简单化
  
  由分析题意作出草图,可以使题意更为集中、明确,从而加深学生对题意的理解,形成清晰的物理图景,帮助学生正确解题。
  例1有一只玻璃瓶,它的质量为0.1㎏,当瓶内装满水时,瓶和水的总质量为0.4㎏。用此瓶装金属颗粒若干,瓶和金属颗粒的总质量为0.8㎏,若在装金属颗粒的瓶中再装满水,瓶、金属颗粒和水的总质量为0.9㎏。求:
  (1) 玻璃瓶的容积;
  (2) 金属颗粒的质量;
  (3) 金属颗粒的密度。
  
  此题学生粗略一看,认为应选A。即使语言分析较透彻,有些学生还是不能理解。据题意可画出草图二。由题意可知小张在时间t内跑100m,小王在相同的时间t内跑90m,因此小张跑得快。若让小张远离起点10m跑,看草图三,在相同的时间t内他们同时到达A点,即都离终点10m。椐图二可知小张跑得快,所以在后10m小张先到终点。
  
  三、草图可使抽象事物形象化
  
  例3在盛有水的杯子中有一冰块如图四,如果冰块全部融化后,则液面将( )
  A.上升 B.下降 C. 不变 D.无法确定
  
  
  五、草图使隐含条件显性化
  
  例4某学生利用电源、电流表、电压表、电键、标有“50Ω2A”字样的滑动变阻器和若干导线测定小灯泡的额定功率。其中灯泡上所标“0.3A”字样清晰可见,电压表0—15伏档损坏,小灯的额定功率估计为l.5瓦左右。该学生实验步骤正确。当闭合电键时,电压表和电流表的示数分别为2伏和0.2安。接着他边思考边实验,直至小灯正常发光,这时滑动变阻器的滑片恰好在中点上。(1)画出小灯正常发光时的电路图,并简述判定小灯正常发光的理由。(2)求出小灯泡的额定功率。
  求解问题(2)的关键是求出小灯泡的额定电压,U=U电源-U,U很容易求得,但电源电压题中未给出,这是一个隐含的条件。如果我们根据题意画出该学生在刚闭合电键时的电路图,如图八所示,此时滑动变阻器的电阻为50Ω。实验步骤正确的含义是电键闭合前滑动变阻器连入电路的电阻为最大值,因此观察该图,利用串联电路电压特点,电源电压这个隐含条件较容易求得。
  
  例5有质量和初温相同的甲乙两物体,先将甲放入一杯热水中,当达到热平衡时,水温下降了t℃,将甲取出把乙放入,达到热平衡时,水温又下降了t℃。若不计热量损失,以下说法正确的是( )
  A. 甲的比热大 B. 乙的比热大
  C. 甲乙比热相同 D. 无法确定
  初中学生看到此题时往往思路没法打开,如果将题意仿照“等温线”的概念画出如图九的草图,一些隐含的条件就一目了然。设t为热水的初温,t1为甲乙两物体的初温,甲放入热水中达到热平衡时,水温下降了t℃,甲的温度升高了Δt,将甲取出把乙放入,达到热平衡时,水温又下降了t℃,此时乙的温度升高了Δt,据图很容易看出隐含条件Δt>Δt。据热平衡条件可知甲乙两物体吸收的热量都分别等于水放出的热量,而两次水放出的热量相等,所以甲乙两物体吸收的热量也相等,在质量相同时,Δt>Δt,所以乙的比热大。
  由上述几例可知,画草图是对物理语言的“翻译”。能正确地画出草图也就意味着已理解题意,而且草图对物理过程的表述更为直观,能化繁为简,能引导学生正确地分析问题,迅速而准确地得出结果,同时又能节约时间,为攻克难题提供更多的思考时间。
  总之,在物理教学中要重视草图的教学,借助于物理图形来传递教学信息,在教学中把图形作为直观形象的语言来使用,作为文字语言的补充,使学生以听、视结合的方式吸收教学信息,并培养学生分析问题时先作草图,图、题对照的习惯,在头脑中建立起直观图形的思维方式,有助于理解问题的本质,实现知识和能力的转化。
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