用图象表达探究结果
林蕴华
随着高中新课程的实施，在物理教学过程中，探究成为物理课堂教学的主要方式，《普遍高中物理课程标准(实验)》把“科学探究及物理实验能力要求”作为内容标准的重要部分，并就科学探究的七个要素提出了具体的要求，其中对“分析与论证”的要求是“对实验数据进行分析处理”，“尝试根据实验现象和数据得出结论”，“对实验结果进行解释和描述”。在高中探究实验中，多数情况需要定量的测量，测量必然会得到一系列的数据，通过各变量间的数据，利用图象可以清楚直观地表示两个量之间的数量关系，是探究实验及研究问题中常用的处理数据的方法和结果呈现方式。图象可直观而明确地展示事物的形态、结构、特性及变化规律，显示研究对象发展变化的规律性和特殊性，能给读者以真实感、立体感。一些有明显变化趋势的数据，图象坐标应用得当，能收到事半功倍的效果。物理规律可用一个因变量与一个自变量的关系画图象来表达；有些物理规律(或实验结果)可用一个因变量与几个自变量之间的关系来表达，必须采用控制变量法逐一研究，画出因变量与每一个自变量的图象，得出因变量与每一个自变量的关系，再把它们的关系进行综合，形成总的关系。
本文以“探究加速度与力、质量的关系”为例，介绍用图象来表达探究的结果。
一、加速度a与物体受力F的关系
在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用控制变量法，保持小车的质量m不变，改变所挂重物的质量，即改变对小车的受力，根据正确的实验得出正确数据如表(1)：
根据表(1)描点、作图(在坐标纸上)，可得到图1所示得a－F图象。
从图1中可以看出，图线是一条过原点的直线。这就直观地得到a和F成正比关系的结果。
学生在作图过程中学到了用物理图象处理数据的一些方法，如在画直线时，使尽量多的点落在这条直线上，不在直线上的点应能大致均匀分布在直线的两侧，剔除掉偏离直线太远的点等。图象法也体现了多次测量减少偶然误差的思想，它的优越性在于：能形象直观的表达物理规律，有效的减少偶然误差。
二、加速度与物体质量的关系
在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用控制变量法，保持小车的受力F不变，也就是保持所挂重物的重力不变，测出小车的质量，通过在小车上叠放砝码的方法来改变小车的质量，根据正确的实验得出正确数据如表(2)：
根据表(2)描点、作图(在坐标纸上)，可得到a－m图象。如图2所示，发现图线是一条曲线，难以判断它所对应的函数关系，有可能是成反比关系。可以设想，如果a与m真是成反比的话，那么a就应该与1／m成正比，所以我们可以再试着作出F不变时a-1／m图象，将质量倒数1/m的值算出填入表(3)。
根据表(3)描点、作图(在坐标纸上)，得到a-1／m图象如图3。惊诧地发现这些点几乎在一条过原点的直线上，从而证明了我们的设想即加速度a与质量m成反比。
另外，当前的高中物理课程改革实现实验手段的多样化和现代化，明确提出要重视信息技术应用于物理实验，加快物理实验软件的开发和应用。可将数据输入电脑，用Excel的绘图功能可显示出a-F、A-1/m的过原点的直线关系；也可用DIS(即数字信息系统实验室)与计算机配合使用，实时采集、处理实验数据，把实验结果以图象形式显示出来，提高实验探究的效率。
随着高中新课程的实施，在物理教学过程中，探究成为物理课堂教学的主要方式，《普遍高中物理课程标准(实验)》把“科学探究及物理实验能力要求”作为内容标准的重要部分，并就科学探究的七个要素提出了具体的要求，其中对“分析与论证”的要求是“对实验数据进行分析处理”，“尝试根据实验现象和数据得出结论”，“对实验结果进行解释和描述”。在高中探究实验中，多数情况需要定量的测量，测量必然会得到一系列的数据，通过各变量间的数据，利用图象可以清楚直观地表示两个量之间的数量关系，是探究实验及研究问题中常用的处理数据的方法和结果呈现方式。图象可直观而明确地展示事物的形态、结构、特性及变化规律，显示研究对象发展变化的规律性和特殊性，能给读者以真实感、立体感。一些有明显变化趋势的数据，图象坐标应用得当，能收到事半功倍的效果。物理规律可用一个因变量与一个自变量的关系画图象来表达；有些物理规律(或实验结果)可用一个因变量与几个自变量之间的关系来表达，必须采用控制变量法逐一研究，画出因变量与每一个自变量的图象，得出因变量与每一个自变量的关系，再把它们的关系进行综合，形成总的关系。
本文以“探究加速度与力、质量的关系”为例，介绍用图象来表达探究的结果。
一、加速度a与物体受力F的关系
在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用控制变量法，保持小车的质量m不变，改变所挂重物的质量，即改变对小车的受力，根据正确的实验得出正确数据如表(1)：
根据表(1)描点、作图(在坐标纸上)，可得到图1所示得a－F图象。
从图1中可以看出，图线是一条过原点的直线。这就直观地得到a和F成正比关系的结果。
学生在作图过程中学到了用物理图象处理数据的一些方法，如在画直线时，使尽量多的点落在这条直线上，不在直线上的点应能大致均匀分布在直线的两侧，剔除掉偏离直线太远的点等。图象法也体现了多次测量减少偶然误差的思想，它的优越性在于：能形象直观的表达物理规律，有效的减少偶然误差。
二、加速度与物体质量的关系
在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用控制变量法，保持小车的受力F不变，也就是保持所挂重物的重力不变，测出小车的质量，通过在小车上叠放砝码的方法来改变小车的质量，根据正确的实验得出正确数据如表(2)：
根据表(2)描点、作图(在坐标纸上)，可得到a－m图象。如图2所示，发现图线是一条曲线，难以判断它所对应的函数关系，有可能是成反比关系。可以设想，如果a与m真是成反比的话，那么a就应该与1／m成正比，所以我们可以再试着作出F不变时a-1／m图象，将质量倒数1/m的值算出填入表(3)。
根据表(3)描点、作图(在坐标纸上)，得到a-1／m图象如图3。惊诧地发现这些点几乎在一条过原点的直线上，从而证明了我们的设想即加速度a与质量m成反比。
另外，当前的高中物理课程改革实现实验手段的多样化和现代化，明确提出要重视信息技术应用于物理实验，加快物理实验软件的开发和应用。可将数据输入电脑，用Excel的绘图功能可显示出a-F、A-1/m的过原点的直线关系；也可用DIS(即数字信息系统实验室)与计算机配合使用，实时采集、处理实验数据，把实验结果以图象形式显示出来，提高实验探究的效率。
