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摘 要：在近年来的物理高考中，利用图像来考查和检验学生对物理规律和物理现象的掌握程度，以及对知识原理、物理变化过程的理解情况越来越多，虽然很多物理规律普遍采用文字描述，但利用图像辅助解决物理问题，具有直观、清晰、形象、生动的特点，能够使复杂的物理问题简单化、简明化，也可以使许多抽象的物理概念用物理图像表示更加形象、直观。本文重点围绕运用图像进行正确地分析、解答物理问题的五个方面进行阐述。
关键词：物理问题；图像处理；方法
在每年高考中，能合理利用图像处理和解决物理问题是迎战高考的必备能力。在三年的书本内容中，或多或少都出现了一些图像，比如st图、vt图、波动图等运动学图像，伏安特性曲线图像、电压时间图像、电流时间图像等。图像所展现的是一种对应关系，当一个参数发生变化时，必将使得另一参数发生变化，而图像正是对这一过程的形象展现。应用图像直观、形象、简明的特点，可使分析过程更巧妙、更灵活，由此达到化难为易、化繁为简的目的，题干中所缺少的但又是必须得知的物理量，往往可直观地由图像中得出或是通过适量推理得出，同时，还可通过图像所呈现的变化规律证明物理公式等的正确性，亦能简洁地处理在中学阶段用解析方法难以解决的一些复杂物理过程。要能够熟练运用图像进行正确地分析、解答物理问题，一般要做到以下五个方面。
一、 会看两个坐标轴
要会看坐标系的纵轴和横轴所代表的物理量、分度值大小、单位、正负的含义和两轴交点是否是真正坐标系的原点（比如伏安法测量干电池的电动势的内电阻的实验所画的电压电流图像中，电压一般从1.0伏开始）。
二、 会看图线的性质
通过图线形状，知道纵轴的物理量随着横轴物理量是如何变化的，是随着横轴物理量的增大而增大，还是其他变化情况。通过x轴与y轴所给的信息，对整个图像进行规律的分析，得出图像所反映的规律等。
三、 会列函数表达式
当物理问题中的图线为一直线时，可以分别从物理与数学两个角度，列出纵坐标轴和横坐标轴所代表的物理量之间的函数表达式，然后对两个表达式加以比较，利用斜率和截距对应相等，一般就可以解答出一些未知量。
当物理问题中的图线为一曲线时，也可以从物理角度，利用题目中所叙述的物理情景，选择适当的物理规律列出纵坐标轴和横坐标轴所代表的物理量之间的函数表达式，然后结合数学函数图像的特点加以解答。
四、 会特殊物理意义
知道图线的斜率、面积、截距、点是否有特殊的一些物理意义。对于斜率、面积物理意义判断方法可以用单位制，比如斜率物理意义判断方法可用纵坐标轴单位除以横坐标轴单位，然后看是哪个物理量的单位，最后再结合题意加以判断；面积物理意义判断方法可用纵轴单位乘横轴单位，然后看是哪个物理量的单位并结合题意加以判断。截距一般指图线与纵轴和横轴的交点所对应的横、纵坐标，然后结合题意加以判断；点是指看图线的拐点、交点，此时要结合图像横轴与纵轴的物理量，从而加以判断是否有特殊物理意义，例如位移时间图像中图线的拐点是速度变化的时刻、两图线交点是两物体相遇的时刻、速度时间图像图线的拐点是加速度变化的时刻、交点是两物体瞬时速度相等的时刻。
（一） 利用图像的斜率
它往往用小写字母k表示，表示的是x轴与y轴的比值，它的正负及大小包含了相应的物理信息。如st图像的斜率为速度，vt图像的斜率为加速度、Φt图像的斜率为感应电动势、UI图像的与原点连线斜率的绝对值为负载的电阻等，可据此解题。
例 如下图，已知A、B两物体的质量相同，并且由弹簧相连，B位于平面上，且无限长，任意两物体之间的摩擦力均为0。开始时弹簧形变量为0，而后发生形变，但均不超过弹性范围。此时给A一个水平方向上的不变的力，两物体由静止到第一次速度相同的过程中，以下内容正确的是（ ）
A. 若aA=aB，则系统机械能达最大值
B. 若aA=aB，则vA与vB相差最大
C. 若vA=vB，则vA达最大值
D. 若vA=vB，则弹性势能达最大值
解析：由所给图像可知，t1时：aA=aB，kA=kB，vA与vB差值最大；t2时：vA=vB，vA为最大值，实线所围成的封闭图形面积表示的是二者的相对位移，且存在极值，此时弹簧形变量最大；重力与弹簧弹力做负功，其余力则相反，可知整体的机械能变大；t1之后，拉力仍为正功，这就意味着aA=aB，此时系统机械能并非极值。综上所述，可知除A项外，其余选项均正确。
（二） 利用图像的截距
指的是曲线与x、y轴交点所对应的值，它往往蕴含一定的信息，是解题的关键之一。
（a）中，表示的是一物体置于摩擦力为0，倾角为θ的斜面上，通过力F使其发生移动，同时力的大小缓缓变大，为变加速运动，图（b）为物体的aF图，已知g=10 m/s2，则下列内容可由题干信息得出的是（ ）
A. θ的度数
B. 物体质量
C. 物体未运动时的Fmin
D. a=6 m/s2，v的大小
分析：对物体进行受力分析，结合运动学知识，列出平衡方程，这是比较简单的运动，因此方程较易列出，为a mgsinθ= F/m。接着结合图形中所给的信息：当拉力为0时，找出对应的加速度，代入方程便可求解出倾斜角度；当拉力为20 N时，找出对应的加速度，代入方程便可求出m；出現Fmin的条件为a=0，代入式子便可求出；因此前三项均可求出，由排除法可知D项不可求出，亦可进行验证：由于缺少t的信息，即使已知a，也不能求出v。
（三） 利用图像的线与交点
前者表达过程，后者表达状态，二者往往蕴含一定的信息，是解题的关键之一。
五、 图像的转化
物理具有多方向性，即使同一道题，它的解法也是多种多样的，题中所给的图像或许并不能反映出所需信息，因此需要进行转化。要点：理清具体的运动规律，实现位移时间与速度时间的互换。
示例：如下表示的是位移时间图，那么通过转化后所得的速度时间图为（ ）
分析：在位移时间图中，第1秒，斜率不变，速度不变，始终保持4 m/s；1～3秒，为直线，因此不做运动；3～4秒，斜率发生变化，意味着改变了方向，始终为8 m/s；4～5秒，方向再次改变，但保持匀速。综合上述分析可知D为转化后的图。
关键词：物理问题；图像处理；方法
在每年高考中，能合理利用图像处理和解决物理问题是迎战高考的必备能力。在三年的书本内容中，或多或少都出现了一些图像，比如st图、vt图、波动图等运动学图像，伏安特性曲线图像、电压时间图像、电流时间图像等。图像所展现的是一种对应关系，当一个参数发生变化时，必将使得另一参数发生变化，而图像正是对这一过程的形象展现。应用图像直观、形象、简明的特点，可使分析过程更巧妙、更灵活，由此达到化难为易、化繁为简的目的，题干中所缺少的但又是必须得知的物理量，往往可直观地由图像中得出或是通过适量推理得出，同时，还可通过图像所呈现的变化规律证明物理公式等的正确性，亦能简洁地处理在中学阶段用解析方法难以解决的一些复杂物理过程。要能够熟练运用图像进行正确地分析、解答物理问题，一般要做到以下五个方面。
一、 会看两个坐标轴
要会看坐标系的纵轴和横轴所代表的物理量、分度值大小、单位、正负的含义和两轴交点是否是真正坐标系的原点（比如伏安法测量干电池的电动势的内电阻的实验所画的电压电流图像中，电压一般从1.0伏开始）。
二、 会看图线的性质
通过图线形状，知道纵轴的物理量随着横轴物理量是如何变化的，是随着横轴物理量的增大而增大，还是其他变化情况。通过x轴与y轴所给的信息，对整个图像进行规律的分析，得出图像所反映的规律等。
三、 会列函数表达式
当物理问题中的图线为一直线时，可以分别从物理与数学两个角度，列出纵坐标轴和横坐标轴所代表的物理量之间的函数表达式，然后对两个表达式加以比较，利用斜率和截距对应相等，一般就可以解答出一些未知量。
当物理问题中的图线为一曲线时，也可以从物理角度，利用题目中所叙述的物理情景，选择适当的物理规律列出纵坐标轴和横坐标轴所代表的物理量之间的函数表达式，然后结合数学函数图像的特点加以解答。
四、 会特殊物理意义
知道图线的斜率、面积、截距、点是否有特殊的一些物理意义。对于斜率、面积物理意义判断方法可以用单位制，比如斜率物理意义判断方法可用纵坐标轴单位除以横坐标轴单位，然后看是哪个物理量的单位，最后再结合题意加以判断；面积物理意义判断方法可用纵轴单位乘横轴单位，然后看是哪个物理量的单位并结合题意加以判断。截距一般指图线与纵轴和横轴的交点所对应的横、纵坐标，然后结合题意加以判断；点是指看图线的拐点、交点，此时要结合图像横轴与纵轴的物理量，从而加以判断是否有特殊物理意义，例如位移时间图像中图线的拐点是速度变化的时刻、两图线交点是两物体相遇的时刻、速度时间图像图线的拐点是加速度变化的时刻、交点是两物体瞬时速度相等的时刻。
（一） 利用图像的斜率
它往往用小写字母k表示，表示的是x轴与y轴的比值，它的正负及大小包含了相应的物理信息。如st图像的斜率为速度，vt图像的斜率为加速度、Φt图像的斜率为感应电动势、UI图像的与原点连线斜率的绝对值为负载的电阻等，可据此解题。
例 如下图，已知A、B两物体的质量相同，并且由弹簧相连，B位于平面上，且无限长，任意两物体之间的摩擦力均为0。开始时弹簧形变量为0，而后发生形变，但均不超过弹性范围。此时给A一个水平方向上的不变的力，两物体由静止到第一次速度相同的过程中，以下内容正确的是（ ）
A. 若aA=aB，则系统机械能达最大值
B. 若aA=aB，则vA与vB相差最大
C. 若vA=vB，则vA达最大值
D. 若vA=vB，则弹性势能达最大值
解析：由所给图像可知，t1时：aA=aB，kA=kB，vA与vB差值最大；t2时：vA=vB，vA为最大值，实线所围成的封闭图形面积表示的是二者的相对位移，且存在极值，此时弹簧形变量最大；重力与弹簧弹力做负功，其余力则相反，可知整体的机械能变大；t1之后，拉力仍为正功，这就意味着aA=aB，此时系统机械能并非极值。综上所述，可知除A项外，其余选项均正确。
（二） 利用图像的截距
指的是曲线与x、y轴交点所对应的值，它往往蕴含一定的信息，是解题的关键之一。
（a）中，表示的是一物体置于摩擦力为0，倾角为θ的斜面上，通过力F使其发生移动，同时力的大小缓缓变大，为变加速运动，图（b）为物体的aF图，已知g=10 m/s2，则下列内容可由题干信息得出的是（ ）
A. θ的度数
B. 物体质量
C. 物体未运动时的Fmin
D. a=6 m/s2，v的大小
分析：对物体进行受力分析，结合运动学知识，列出平衡方程，这是比较简单的运动，因此方程较易列出，为a mgsinθ= F/m。接着结合图形中所给的信息：当拉力为0时，找出对应的加速度，代入方程便可求解出倾斜角度；当拉力为20 N时，找出对应的加速度，代入方程便可求出m；出現Fmin的条件为a=0，代入式子便可求出；因此前三项均可求出，由排除法可知D项不可求出，亦可进行验证：由于缺少t的信息，即使已知a，也不能求出v。
（三） 利用图像的线与交点
前者表达过程，后者表达状态，二者往往蕴含一定的信息，是解题的关键之一。
五、 图像的转化
物理具有多方向性，即使同一道题，它的解法也是多种多样的，题中所给的图像或许并不能反映出所需信息，因此需要进行转化。要点：理清具体的运动规律，实现位移时间与速度时间的互换。
示例：如下表示的是位移时间图，那么通过转化后所得的速度时间图为（ ）
分析：在位移时间图中，第1秒，斜率不变，速度不变，始终保持4 m/s；1～3秒，为直线，因此不做运动；3～4秒，斜率发生变化，意味着改变了方向，始终为8 m/s；4～5秒，方向再次改变，但保持匀速。综合上述分析可知D为转化后的图。