用图象法解题要注意的几个问题

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  在物理学中,通常用图形来反映物理过程、描述物理现象或者表述物体的特征和变化规律,这种方法称为图象法.
  使用图象法不仅能简捷直观的分析物理问题,还能避免复杂的数学运算和推导,能快速地解决问题.但是学生在使用图象法时总会出现这些问题:①学生容易搞不清楚纵轴和横轴所代表的物理量,不能够明确要描述的是哪两个物理量之间的关系,比如学生就有可能把简谐运动和简谐波的图象认为是相同的;②学生很容易误解成图线就是表示物体实际运动的轨迹;③在使用图象法的过程中,学生不能够根据实际问题灵活地建立坐标系,确定两个合适的物理量来作出图象;④学生不能够真正的从物理意义上去认识图象,不能够由图象的形状看出物理过程的特征.
  2 理解物理量正负的意义
  物理量分为标量和矢量:矢量的正负不表示物理量的大小,只表示方向.而有一部分标量只能取正值(如时间、质量、速率等),有一部分标量却有正负之分,正负号表示不同的物理意义(如功),正功表示这个力是动力,并在力的方向上发生了位移使得物体的动能增加;负功表示这个力是阻力,使得物体的动能减少.磁通量Φ的正负表示磁感线从不同的侧面穿过某一面积等等.
  我们可以看出物理中的正负与数学中的正负是有区别的,但也有和数学有相同意义的物理量.如图2,当rr0时,分子势能随r的增大而增大,要想确定其大小,必须先选定零势点或零势面,比参考位置高的为正,反之为负,相对参考位置越低,其值越小,而且分子势能一般选无穷远处为零势点,这样就出现了图2的规律.因此,在用图象法时要特别注意不同物理量正负的意义和区别.
  3 注意物理图象中不同的物理量的定义域和值域
  物理量是有其实际意义的,因此,在使用图象法解决物理问题时,一定要注意各物理量的定义域和值域,如时间只能取正值不能取负值.因此在作图或使用图象时要注意各物理量的取值范围.
  4 要数学和物理相结合从物理意义上去认识图象
  在解决物理问题时,有时需要先写出物理量的解析式并且与图象对比较,这样就能更好的理解图象的物理意义.因为物理图象,它不仅是一种数学表达,除理解图象的物理意义外,还应加深理解图象对物理过程的反映;反过来,能由物理过程描绘出准确的图象,这就是运用图象解决问题的困难所在.
  图象法作为高中物理学习和研究的重要方法之一,学生只有掌握图象法的特点和规律,才能更好地发挥出用图象法研究和解决物理问题,才能更好地学好物理,理解物理;才能将其为学习物理带来无穷的帮助.在解决物理问题时使用图象法,能有效地提高学生的学习兴趣和积极性, 促进学生学会思考,学会学习,锻炼学生解答物理题的能力.
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