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高考物理对知识的考核越来越细,越来越专业.图像作为一种常用物理语言,对物理过程的考查具有不可替代的作用.综观最近几年物理试卷,不管是高考,还是平時高三各类模拟,图像类问题总归是命题人不可回避也无法回避的问题,特别是一些与实验相关的问题,命题人更是不断创新图像题考核的“新花样”,而学生在遇到这类问题时所犯的错误又是各种各样,层出不穷.本文主要分析学生在解图像类问题时,有哪些关键失分点,以期后续学习中能引起师生的注意.
一、对坐标设置不理解
高中物理教材中引入图像是从运动学开始的,书本上首先分析了v-t图像,又分析了x-t图像,从这两个出发,解决了一系列用图像表达物理意义的问题.由于师生对这两个图像研究“用心、用时”较多,所以学生对于与这两个图像有关的问题解决还行,但是一旦遇到其他不熟悉的,没有见过的坐标设置时,就会感觉无从下手.例如下面这样一个例题.
例1如图1所示,一根不可伸长的轻绳一端拴着一个小球,另一端固定在竖直杆上,当竖直杆以角速度ω转动时,小球会跟着杆一起做匀速圆周运动,此时绳与竖直方向的夹角为θ,下列关于ω与θ关系的图像正确的是().
A
B
C
D
学生拿到问题,最起码能知道,这是圆周运动相关问题.但是对于角速度与夹角有什么关系,这是一个从来没有见过的问题,往往无从下手.这时要从基本物理知识出发,找出两个物理量之间的关联是关键.
分析:当小球在绳子牵引下绕着杆子上的一点为圆心做匀速圆周运动时,靠绳子拉力与小球重力的合力来提供做圆周运动的向心力.只要对小球列向心力方程,易得:ω2=gLcosθ.得到ω与θ的数学关系式之后,很容易看出二者函数图像不可能是直线关系,并且当角度θ为0时,ω并不为0,也就是说不过原点,因此可确定答案为D.
从以上分析可以看出,遇到不熟悉的坐标,不能盲目去猜想哪个是答案,最关键的还是要找到两个坐标物理量之间的函数关系,然后从函数关系上去分析出问题的答案.
二、对图像截距及斜率代表的物理意义不能确定
在运动学中,常常分析的截距与斜率,学生比较熟悉,截距有时代表初速度,有时代表初始位移,斜率有时代表速度,有时代表加速度.但是一些不熟悉的图像问题中,让学生分析截距或斜率的意义,学生往往分析不出来.此时,需要学生明确图像的横坐标与竖坐标表示的物理量,然后找出它们的函数关系(一般为一次函数),然后便可确定截距和斜率代表的物理意义.
三、对图像斜率的变化不理解
图像类问题还有一类容易出错的问题,就是对于变化斜率的理解问题.这类问题也是首先必须解决斜率代表什么,然后才能知道其中的变化意味着什么.
四、对图像所描述物理过程分析不全面或不正确
有些物理问题,所描述运动或受力过程有明显变化(不仅仅是斜率的变化),这时就要对物理过程进行仔细的分析,理清里面的变化情况,才能够顺利解决问题.
五、对物理过程所对应图像缺乏正确分析
有些问题,是让学生分析一个物理过程对应图像或可能图像,这类问题分析起来更加有难度,往往要考虑各种可能性.但是最常见的是分析受力,因为受力决定运动,受力的各种可能性决定了运动的可能性.
图像作为一种抽象的物理语言,它考核学生理解物理的能力具有其他物理语言不能比拟的优越性,必将一直存在于物理试卷中.教师在指导学生解决这类问题时,只要让学生理解图像的“表达”能力,以及各种截距、斜率、面积及对应变化所表达的物理意义,必然能够对图像充分理解,并顺利解决问题.
一、对坐标设置不理解
高中物理教材中引入图像是从运动学开始的,书本上首先分析了v-t图像,又分析了x-t图像,从这两个出发,解决了一系列用图像表达物理意义的问题.由于师生对这两个图像研究“用心、用时”较多,所以学生对于与这两个图像有关的问题解决还行,但是一旦遇到其他不熟悉的,没有见过的坐标设置时,就会感觉无从下手.例如下面这样一个例题.
例1如图1所示,一根不可伸长的轻绳一端拴着一个小球,另一端固定在竖直杆上,当竖直杆以角速度ω转动时,小球会跟着杆一起做匀速圆周运动,此时绳与竖直方向的夹角为θ,下列关于ω与θ关系的图像正确的是().
A
B
C
D
学生拿到问题,最起码能知道,这是圆周运动相关问题.但是对于角速度与夹角有什么关系,这是一个从来没有见过的问题,往往无从下手.这时要从基本物理知识出发,找出两个物理量之间的关联是关键.
分析:当小球在绳子牵引下绕着杆子上的一点为圆心做匀速圆周运动时,靠绳子拉力与小球重力的合力来提供做圆周运动的向心力.只要对小球列向心力方程,易得:ω2=gLcosθ.得到ω与θ的数学关系式之后,很容易看出二者函数图像不可能是直线关系,并且当角度θ为0时,ω并不为0,也就是说不过原点,因此可确定答案为D.
从以上分析可以看出,遇到不熟悉的坐标,不能盲目去猜想哪个是答案,最关键的还是要找到两个坐标物理量之间的函数关系,然后从函数关系上去分析出问题的答案.
二、对图像截距及斜率代表的物理意义不能确定
在运动学中,常常分析的截距与斜率,学生比较熟悉,截距有时代表初速度,有时代表初始位移,斜率有时代表速度,有时代表加速度.但是一些不熟悉的图像问题中,让学生分析截距或斜率的意义,学生往往分析不出来.此时,需要学生明确图像的横坐标与竖坐标表示的物理量,然后找出它们的函数关系(一般为一次函数),然后便可确定截距和斜率代表的物理意义.
三、对图像斜率的变化不理解
图像类问题还有一类容易出错的问题,就是对于变化斜率的理解问题.这类问题也是首先必须解决斜率代表什么,然后才能知道其中的变化意味着什么.
四、对图像所描述物理过程分析不全面或不正确
有些物理问题,所描述运动或受力过程有明显变化(不仅仅是斜率的变化),这时就要对物理过程进行仔细的分析,理清里面的变化情况,才能够顺利解决问题.
五、对物理过程所对应图像缺乏正确分析
有些问题,是让学生分析一个物理过程对应图像或可能图像,这类问题分析起来更加有难度,往往要考虑各种可能性.但是最常见的是分析受力,因为受力决定运动,受力的各种可能性决定了运动的可能性.
图像作为一种抽象的物理语言,它考核学生理解物理的能力具有其他物理语言不能比拟的优越性,必将一直存在于物理试卷中.教师在指导学生解决这类问题时,只要让学生理解图像的“表达”能力,以及各种截距、斜率、面积及对应变化所表达的物理意义,必然能够对图像充分理解,并顺利解决问题.