中学物理图像和作图在教学中的运用.doc

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1、中学物理图像和作图在教学中的运用教育学院东城分院王钢物理图像是一种特殊且形象的语言和工具。它运用数和形的巧妙结合，恰当地表达各种现象的物理过程和物理规律。图彖的特点是简明、清晰、形象直观、动态过程清楚、使物理量Z间的函数关系更加明确,利用它可以避免复杂的运算过稈，还可以恰当地表示用语言难以表达的内含，所以物理图像是处理物理问题的重要手段，也是培养学生能力的很好的切入点。在高考《考试说明》的能力要求屮，“能运用函数图像进行表达、分析”，是应用图像处理物理问题能力的具体要求。在新版屮学物理教材屮，十分强调应用图像解决

2、物理问题的方法。图象在教学屮有以下几种常见的表现形式：1、运用图像描述物理概念、规律及物理过程。2、处理实验数据，总结物理规律。3、推导某些物理公式。4、通过作图或对图形分析解决问题。物理图像的教学应该是个“系统工程”。是随着物理教学的深入逐渐建立、逐渐完善的。教师应该在平LI教学屮，要突出图象特点，帮助学生建立对物理图景的全血认识，达到深入学习的日的。在教学环节上，注意对学生进行“识图、用图、画图”的针对性训练，并同时注意这三个环节的相互依存关系，抓典型实例，深入讨论图象反映的问题。总复习时应组织图像专题讲座，

3、归纳总结经验。对图象的教学，不仅仅是传授知识，更重要的是教会学生利用图彖解决问题的方法。从物理学的历史发展来看，科学家们经过实验、采集数据、绘制图彖、计算研究从而得岀成果的物理典范不胜枚举。图象木来就是经典物理大厦不可缺少的基石。因此，对物理图像的教学也存在着基础知识和基本能力的拓展。一、“识图”教学重在抓图像的共性1、要让学生理解物理图像的内涵：物理图像的内涵一般包括：①、弄清坐标轴所代表的物理量（包括单位）、原点及坐标上一些特殊点的含义：②、弄清曲线与坐标轴的交点（截距）、曲线的斜率、曲线上点的切线的斜率的物

4、理含义：③、图像曲线所代表的物理过程是什么？其过程的特点是什么？④、图线与坐标轴所围区域的面积数值的物理含义是什么？⑤、如何运用物理图像表述物理情景，特别是帮助学生理解物理屮应用最多的肓角坐标系屮图彖的物理意义，尤其要抓直线形图象的共性。2、“识图”基础教学举例%1、点和线：图像中的一点对应一个状态，例如P・V图的一点对应一个状态。图像中的一条线表示一个物理过程，例如等压过程；等容过程是用线段表示的。②、截距：图线与坐标轴的交点常具有特殊的意义，例如P-t图与纵坐标轴的交点t=0时的压强值为Po；直线与横坐标轴的

5、交点P=0时的温度为-273°Co③、斜率：某些图线的斜率通常对应一个新的物理童，例如在P・T图中的斜率为气体体积V。④、面积：某些图线下与横坐标轴所围的面积也常表示一个新的物理量，例如V-t图中的面积为So3、“识图”训练“识图”的教学在“恒定电流屮关于全电路的U・I图像”屮体现较全面。那时学生已经学习过热学，对“识图”已经有了一定的基础，对图彖进行研究性学习，要求学生对图1・1图像体会以下含义：图1-1(1)、知道它是什么图像(坐标轴名称，图像名称)。(2)、反映岀什么规律?显然反映出路端电压U随电流I变化的

6、规律。由于U=e-Ir,对于电源，一般来说，电动势£及内电阻r是定值，可见U是I的一次函数，图像为一条直线。⑶、引导学生从图像上应知道哪些信息?例如从图像上可知道：①、U与I的对应值。②、截距：在I=0时(断路时)，纵截距为电源电动势£；在U=0时(短路时)，横截距为短路电流I短。③、斜率：由于I短=£/r,可知电源电阻r=£/I短，即tg6=Itg(i

7、=r,也就是图线斜率的绝对值为电源的内电阻r。④、瓯积：例如对应于任一点B有输出功率P岀=IUb，可见四边形BOUbI面积为电源的输出功率；电源总功率P=£I,

8、对应四边形£OIC的面积;而四边形£UbBC的面积为电源热耗功率Pr=P总・P出=1£-IUB=I2ro⑤、比值：图线上任一点B对应的U和I的比值为此时外电路的电阻R=U/I,⑥、变化规律：例如随看I的增大，外电阻R的减小；路端电压U在减小，电源的总功率P总在增大，电源内耗功率片在增大，电源输出功率P出是先增大后减小。二、“用图”教学重在利用图像特点进行方法教育1、类比“貌似”图像，抓区别实施“简语”教学振动和波屮的图象较多，振动图彖X・t图和波的X・Y图常令初学者混淆，为此可在图1・2A中的X・t图对质点在A时

9、刻的运动方向采用“等一下啷J比喻，因为下一时刻质点将向上运动。对波的图1-2B+X-Y图质点A的运动方向采川“追前面”的比喻，因为下一时刻质点A将向下运动。“简语”即简单语言，这种教学方式对图彖描述生动，学生容易印象深刻，便于区分记忆。2、注意图像教学内容前后的联系，教学层次要逐渐递进，做好内容铺垫，使认识螺旋式上升。例如，高二讲带电粒子在矩形波周期性电压下在两电极间的往