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关于物理图像教学的两点体会

关于物理图像教学的两点体会

 

物理学中描述物理规律有三种方法:一是文字描述法,二是解析式法,三是图象法。这三种方法各有优缺点,文字描述法便于理解,但不简洁,解析式法较精练、严谨,但不形象、直观,图象法能形象、直观场地描述物理量间的关系,反映物理规律。但高一学生开始学习时,没有识图的技能。面对一个图象,往往不能获取有用的信息。因此在平常的教学中一定要注重物理图象的教学,为今后的物理学习、物理实验打下一个坚实的基础,同时也是提高学生物理素养的需要。下面就物理图象教学中的一些共性的东西谈两点体会:

一.教会学生作图

1.建立坐标系

描绘图线时,一般以横坐标代表自变量,以纵坐标代表因变量,在轴的末端箭头旁注明代表的物理量及单位。例如,要描绘匀变速直线运动的速度图象,即以时间为横坐标,以瞬时速度为纵坐标,在纵坐标与横坐标的末端箭头旁分别标注V/m.s1(如下图)

 

 2. 根据测量的数据,选取适当的坐标轴的标度。

标度即每格所代表的量,使横轴与纵轴的全长(表示数轴的最大值)接近相等,图线大约分布在以坐标原点为顶点,以横坐标为一条边的400600角之间,并尽可能使最小分度与测量的准确程度相一致。

当图线不通过坐标原点时,坐标原点可以不从零开始,这样可以使图线分布匀称:例如高中物理课本中测电源电动势和内电阻的实验中,纵轴表示路端电压,横坐标表示电路中的电流,通常纵轴不从0值开始,这样作出的图象更匀称,不影响表达物理规律。

3.描点与連线

依据实验数据用削尖的铅笔在图上描点,用“×”或“•”符号标明。描线应该用直尺或曲线板,描出的线应该是光滑的直线或曲线。因为测量值有一定的误差,图线不通过全部点是正常现象,连线时应尽量使图线通过或接近数据点,个别严重偏离的点应舍弃,连线的原则是尽量使所描点均匀地分布在图线两侧。

二.教会学生识图。

看清物理图象,并从图象中获取有用信息是学生学习中的难点,因此在图象教学中要培养学生形成特定的思维习惯,形成一定的识图方法,从而保证读图中不出错,本人认为应注意以下几点:

1.首先看清两个坐标轴表示什么物理量,单位是什么。学生初学时,经常看不清坐标轴表示的物理量,常把s-t图象当作v-t图象,把a-t图象看成v-t图象等,一但出现这样的错误,后面的所有环节都出错,故应反复强调识图时,先看坐标轴。平时可加强这方面的训练。

2.看图线的形状。

高中物理中遇到的图线一般为两种, 一是直线、二是曲线。如图线是直线,说明纵轴表示物理量随横轴表示的物理量是均匀变化的;如图线是曲线,说明纵轴表示物理量随横轴表示的物理量是不均匀变化的。图线的形状反映了物理规律。

3.看图线上的点表示的物理意义。

4.看图线与坐标轴的截距表示的物理意义。

5.看图线的斜率

若图线是直线,其斜率是不变的,但不同的图线其斜率表达的物理意义是不一样的,例如,位移时间关系图线的斜率等于物体的速率,斜率的正负可以表示速度的方向,而速度时间关系图线,其斜率表示加速度。速度图线是曲线,其斜率是变化的,其所表达的物理量也是变化的,例如下图为加速度不断减小的变加速运动的速度时间关系图线。从图中可以看出其斜率不断减小,说明其加速度不断减小,但不是所有图线的斜率都能表示某个物理量,例如小灯泡的伏安特性曲线,如下图。

曲线上某点A的切线的斜率不能表示电阻的倒数,因为电阻的定义是R=U/I,而不是R=ΔU/ΔI,故灯泡在A状态时,其电阻等于OA直线的斜率的倒数。

6.看图线与坐标轴所包围的面积,图(1),例如速度时间关系图线中,如下面阴影区域的面积值,等于物体时间t内运动的位移。图(2)中的阴影区域面积表示恒力F在时间t内的冲量值。

 

物理图象教学非常重要,可以培养学生的思维能力,发展学生的思法维品质,同时图象也是一个重要的科学研究方法,以上所述为图象教学中一些共性的东西,具体学习中还要具体情况具体对待。

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