“函数图象”在高中物理教学中的作用

函数图象是指形如（自变量、因变量）的所有有序对的集合，它形象、直观、简洁明了地表征了物理量之间的关系，也是一种重要的分析与解决问题的科学方法，在高中物理的教与学中发挥着重要作用.在高中物理教学中应用函数图象，有助于学生建立并理解物理概念，促进物理规律的学习，深入分析物理实验，优化物理问题的解决，培养并发展学生的能力，彰显物理的学科魅力.

1物理函数图象的基本构成及意义

我们高中物理教学中涉及到的函数图象源于数学图象，由6个要素组成：坐标轴、坐标点、图线、截距、斜率和曲线与坐标轴所围成的面积.其中坐标轴是构成图象的基础，在此基础上才能存在坐标点，坐标点的运动就形成函数图线.人们用截距（边界条件）、斜率（微分、变化率）、与坐标轴所围成的面积（积分）来描述图线的种种性质.在实际的物理问题中，上述各个要素往往有着特定的物理意义，如表1所示.

2函数图象在高中物理教学中的具体作用

2.1应用于物理概念教学

物理概念是客观事物的物理共同属性和本质特征在人们头脑中的反映，是物理事物的抽象，是观察、实验和思维相结合的产物.由于物理学中的许多概念，往往是用定量的方法来定

首先，函数图象可以帮助学生深入理解物理概念的本质.一个物理概念表述通常能够以多种不同的形式呈现，如文字、公式、图象等.函数图象的直观性在于它能把物理量之间的相互依赖关系，如线性关系、反比关系、周期关系等清晰地展现在学生面前，简化了物理教学过程.

其次，对一些基本概念的图象进行举一反三，有助于建立理解更复杂的物理概念.

2.2应用于物理规律教学

物理学的基本概念、基本规律和基本方法及其相互联系构成了物理学科的基本结构，其核心就是物理基本规律，要真正学好物理，就必须把物理基本规律掌握好.物理规律的数学式子表达就是物理公式，相对比较抽象，而物理公式的图象化表述就是函数图象，就显得形象生动得多.在进行物理规律教学时，把公式和图象联系、结合起来，把抽象的物理规律具体化、直观化，就更容易使学生理解和运用物理规律，也能有效地培养学生的思维能力.

首先，函数图象能够展现物理过程的动态特征，使物理量的关系直观化，帮助学生正确地理解物理规律.

例如，白炽灯的U-I图象的切线斜率逐渐变大，就表明其电阻随电压增大而增大.

其次，利用平面几何知识，可以由函数图象得出许多重要的推论.

2.3应用于物理实验教学

物理学是一门以实验为基础的自然科学，在高中物理实验经常采用函数图象的方法来处理实验数据，通过采集数据、建立坐标系、标度描点、连线等环节，将实验过程中物体的各种状态反映到函数图象上，鲜明地表达了物理量之间的依赖关系，通过对图象的观测、推演或运算，把实验探究推向深入.这一方法在实验教学中的广泛应用，主要体现在：

（1）坐标变换能显化相关的物理规律

当被测量的两个物理量之间成非线性关系时，作出的图线往往隐匿了内在规律，通坐标变换就能化曲为直，显化物理本质与规律.

（2）分析引起误差的原因，以便改进实验方案，最终减小实验误差.

（3）图线的形状、点、斜率、截距、面积等信息，可以推定求出一些物理量.

2.4应用于物理问题解决

高中的物理教学中，受制于数学知识的不到位，有许多物理问题难以求解，而运用函数图象法却可达到“柳暗花明”，使疑难问题变得易于理解.另一方面，我们的教学是否最有效，往往也体现在学生对物理知识的应用，能否自主解决物理问题上，而函数图象法恰恰是妙法之一，况且高考的物理考试说明中也明确指出，考生要能恰当的运用函数图象分析和解决物理问题.所以，函数图象作为一种方法是教学中必须重视的.

问题：长度为L的矩形板，以速度v沿光滑水平面上平动时，垂直滑向宽度为l粗糙地带.若板从开始受到阻力直至停止运动，所经过的路程为s，且l

这个问题还是有一定难度的，不过运用函数图象法就可以轻松解决.

首先画出运动的情景图，如图2所示：

其次分析本题的难点：矩形板滑上粗糙地带后，板与粗糙地带的接触面积先不断增大后维持不变，直到停止运动，因为滑动摩擦力与接触面之间的压力成正比，这就意味着矩形板受到的滑动摩擦力先增大后不变.由于摩擦力是动态变化的，所以不能列动力学方程求解，也无法直接用公式求出摩擦力对板所做的功.

不妨作出滑动摩擦力随位移变化的函数图象：我们以板刚滑上粗糙地带的位置作为坐标原点，图象如图3所示：

通过f-x图象，可以看出板在粗糙地带移动过程中，滑动摩擦力对板所做的功就是图象中阴影部分的面积，对板运动的过程运用动能定理得：

通过以上阐述，我们认为函数图象对于高中物理教学中的师生需求是有独特的价值的，我们应当充分挖掘教学内容，通过教师的主导引领，培养学生的用图意识，养成用图的习惯，加强与图有关的训练，就一定可以使我们的物理学习变得生动活泼、精彩纷呈.深化物理函数图象的应用与研究，对改进教学效果、提高教学效率、培养科学能力具有重要的意义.・高考研究・