图像问题是高考常考的热点知识之一，原因是图像能很好的考查考生应用图像对物理问题的分析能力和综合应用能力。因此理解掌握各种物理图像有助于提高学生对图像问题的综合应用能力，能更准确地把握物理量之间的定性和定量关系，更深刻理解问题的物理意义。但很多高中生在遇到物理图像问题时不知如何入手解决，因为不理解图像的物理意义，不会利用图像分析物理过程，更不懂运用函数思想解决图像的问题。因此让学生掌握各种物理图像及特点是应用图像解决物理问题的前提。下面是本人对物理图像问题一些探讨。

　　一、理解物理图像的含义

　　图像能描述物理规律，直观地描述物理过程,是分析解决物理问题的有效方法。同时物理图像也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。图像的特点是使物理量之间的函数关系更加简明、清晰、形象直观。因此，要运用好物理图像，首先要理解好物理图像的含义。主要从下面五个方面来理解：

　　1．横轴与纵轴所代表的物理量和单位

　　明确了两个坐标轴所代表的物理量，则清楚了图像所反映的是哪两个物理量之间的对应关系。有些形状相同的图像，由于坐标轴所代表的物理量不同，它们反映的物理规律就截然不同，如：S-t图像和V-t图像、B-t图像、I-t图像、振动图像和波动图像、交变电流的e-t图像等。另外，在识图时还要看清坐标轴上物理量所注明的单位。

　　2．图线的特征

　　注意观察图像中图线的形状是直线、曲线，还是折线等，分析图线所反映两个物理量之间的关系，进而明确图像反映的物理内涵。如金属导体的伏安特性曲线反应了电阻随温度的升高而增大。图线分析时还要注意图线的拐点具有的特定意义，它是两种不同变化情况的交界，即物理量变化的突变点。

　　3．截距的物理意义

　　截距是图线与两坐标轴的交点所代表的坐标数值，该数值具有一定的物理意义。如：V-T图像图线与纵轴的交点表示初速不为0，S-T图像图线与纵轴的交点表示开始计时时物体出发点与参考点有一定距离S0

　　4．斜率的物理意义

　　物理图像的斜率代表两个物理量增量的比值，其大小往往代表另一物理量值。如S-t图像的斜率为速度，v-t图像的斜率为加速度、U-I图像的斜率为负载的电阻等。

　　5．图像中图线与坐标轴所围面积的物理意义

　　有些物理图像的图线与横轴所围的面积的值，它常代表另一个物理量的大小。如v-t图中，图线与t轴所夹的面积代表位移，F-s图像中图线与s轴所夹的面积代表功，F-t图像中图线与t轴所夹的面积代表冲量。

　　二、应用物理图像解决物理问题

　　物理图像不仅可以直接求出或读出某些待求物理量，形象地表达物理规律，还可以用来探究某些物理规律，测定某些物理量，分析或解决某些复杂的物理过，处理物理实验数据。应用物理图像解决物理问题的基本思路：1、从图像中寻找有用的信息。2、通过图像建立物理模型展现物体的运动过程。3、应用相应的物理规律解决物理问题。

　　1．从图像中获取信息

　　从图像中获得相应的信息，根据相应的物理规律及相关公式、知识等解决问题。如：

　　例1：图a所示为一列简谐横波在t＝20秒时的波形图，图b是这列波中P点的振动图线，那么该波的传播速度和传播方向是(  )

　　A．v＝25cm/s，向左传播

　　B．v＝50cm/s，向左传播

　　C．v＝25cm/s，向右传播

　　D．v＝50cm/s，向右传播

　　分析与解：从图像中获得什么信息呢？从a图中可得波长 λ＝100cm,振幅A＝0.2cm,从b图中可得传播周期T＝2s，可推知t=20S时正好为质点P做10个全振动的时间，由图（b）可知0时刻质点P向上运动，由此可得质点P的振动方向为向上。这样由V=λ/T可求得波速为50cm/s。由质点P的振动方向结合逆向上下坡法可知波的传播方向为向左传播。可得B正确。

　　2．从图像展现物理情境

　　根据图像展现相应的物理运动过程，运用相应物理规律、公式解决物理问题。如：

　　例2　放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图5甲、乙所示。取重力加速度g＝10m/s2。由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为多少？

　　分析与解：本题的关键是在图象中获取相关信息，把图像与具体的物理情景对应起来，展现物理过程：由F-t图像得：0至2s在1N的水平推力作用下，由速度图象可知物体静止；2s至4s在3N的水平推力作用下，由速度图象可知物体做匀加速直线运动，由a=■，可得物体的加速度为2m/s2，4s至6s在2N的水平推力作用下，由速度图象可知物体做匀速直线运动。

　　则对2s至4s由牛顿第二定律得：F-μmg=ma，

　　则对4s至6s平衡条件可知：F'=μmg。

　　由以上两式解得：m=0.5kg,μ=0.4

　　3．用图像处理实验数据

　　用图像处理实验数据是物理实验中最常用的方法.它的优越性表现在:能形象直观地表达物理规律，有效地减少偶然误差对结果的影响，比较方便地获得未经测量或无法直接测量的物理量数值.如：

　　例3、某同学在用单摆测定重力加速度的实验中，测量5种不同摆长情况下单摆的振动周期，记录表格如下：

　　①.以T2为横坐标，L为纵坐标，作出L—T2图线，并利用此图线可求出重力加速度g＝    m/s2。

　　分析与解：（1）此题如果直接由周期公式得到L=■T2把表格中数据代入计算不仅计算难，也不准确。若采用图像处理不仅不用计算还减小了误差。根据表格中数据，采用描点法，作出L-T2图线如图（2）所示，根据单摆的周期公式T=2π■，得到L与T2的表达式L=■T2，根据数学函数知识得知：L-T2图像的斜率k=■ 由图得到，k=■=0.25 联立解得，g=9.86m/s2

　　故答案为：①9.86m/s2

　　三、运用函数思想解决物理图像问题

　　在物理教学中,我们常常利用数学工具来解决物理问题,在图像问题中利用数学中的函数思想,会使图像问题很容易得到解决。如何运用数学函数思想解物理图像问题呢？也就是运用已知的物理图像根据物理规律找到物理量之间的变化关系即是图像满足的函数关系，与相应的数学函数对比从而转化为运用数学函数的思想解决物理图像问题。

　　基本思路：1清楚图像坐标表示什么物理量。2根据物理规律、定理、定律找出物理量之间满足的关系式。3与数学函数相对比，运用已知的函数知识解决物理问题。如：

　　例4：物体做自由落体运动，Ek代表动能，Ep代表势能，h代表下落的距离，以水平地面为零势能面．如下图所示的图象中，能正确反映各物理量之间关系的是（  ）

　　思路与解：

　　对物体下落h的过程，由机械能守恒定律得：势能与动能的关系：EP=E-EK对比数学一次函数y=b-ax可知EP—EK图像为向下倾斜的直线所以C错，由动能定理得：EK=mgh由此可得势能与下落高度的关系：EP=E-mgh对比数学一次函数y=b-ax可见EP是h的一次函数，其图像为开口向下直线，所以D错。又因为EK=■mv2=■mg2t2代入上式得势能与速度的关系：EP=E-■mg2t2，对比数学二次函数y=b-ax2可见EP是v的二次函数，其图像为开口向下抛物线，所以B正确。又因为v=gt所以EK==代入上式得势能与时间的关系：EP=E-，对比数学二次函数y=b-ax2可知EP是二次函数关系，其图像应该开口向下的抛物线，所以A不对。

　　例5：如图甲所示，某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处．滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力Fr之间的关系如图乙所示．g表示当地的重力加速度，由图可以判断（　　）

　　A.图线的斜率等于物体的质量m

　　B.图线与纵轴的交点M的值aM=-g        

　　C.图线与横轴的交点N的值FN=mg

　　D.图线的斜率等于物体质量的倒数■

　　思路与解：

　　由牛顿第二定律得F-mg＝ma，变形得到与图对应的函数关系a=■F-g,对比数学函数y=ax-b，有a相当于y,F相当于x,由此可知B、C、D正确。