董立明
要學(xué)好高中物理,光靠做題肯定是不行的,還必須掌握正確的物理思維方法。起到舉一反三、事半功倍的效果。下面是筆者總結(jié)的常用的典型物理問(wèn)題的思維方法。
一、猜想、假設(shè)與反證
該方法是在研究對(duì)象的物理過(guò)程不清楚的情況下,根據(jù)猜想,假設(shè)出一種過(guò)程或一種狀態(tài),再根據(jù)題設(shè)所給條件進(jìn)行邏輯分析或計(jì)算得到結(jié)果,將結(jié)果與實(shí)際情況作比較,對(duì)假設(shè)進(jìn)行判斷,從而獲得清晰的解題思路的一種方法。有時(shí)還可以人為地改變?cè)}所給條件,作出某種假設(shè),產(chǎn)生出與原題相悖的結(jié)論,也就是我們常說(shuō)的反證。
二、作圖與圖像
圖像法是將物理量間的代數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)閹缀侮P(guān)系,運(yùn)用圖像直觀、形象、簡(jiǎn)明的特點(diǎn),來(lái)分析解決物理問(wèn)題,由此達(dá)到化難為易、化繁為簡(jiǎn),化抽象為形象的目的,包括物理過(guò)程圖,狀態(tài)圖,矢量圖,V-t圖等等。
三、特值、特例與量綱
這種方法常用于選擇題。是根據(jù)問(wèn)題構(gòu)建或回憶頭腦中的物理實(shí)例或讓某些物理量取特殊值,通過(guò)簡(jiǎn)單的邏輯分析、計(jì)算進(jìn)行判斷的一種方法,或分析量綱??梢宰畲笙薅瓤s小選擇題選項(xiàng)的數(shù)量。
四、去次留主建模型
模型思維法就是對(duì)研究對(duì)象或過(guò)程加以合理的簡(jiǎn)化,突出主要因素,忽略次要因素,從而解決物理問(wèn)題的方法。高中物理的模型很多,包括:實(shí)體模型(質(zhì)點(diǎn)、輕繩輕桿、彈簧振子、平行玻璃磚等);過(guò)程模型(勻速運(yùn)動(dòng)、勻變速、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)等)
五、極限和臨界
極限和臨界的思維方法,是將問(wèn)題推向極端狀態(tài)的過(guò)程中,著眼一些物理量在連續(xù)變化過(guò)程中的變化趨勢(shì)及一般規(guī)律在極限值下的一般規(guī)律的表現(xiàn),做科學(xué)分析,得出正確判斷或?qū)С鲆话憬Y(jié)論的方法。在一些特殊問(wèn)題當(dāng)中如能巧妙的應(yīng)用此方法,可使解題過(guò)程變得簡(jiǎn)捷。這兩種方法對(duì)分析綜合能力和數(shù)學(xué)應(yīng)用能力要求都較高,一旦應(yīng)用得恰當(dāng),就能出奇制勝。
六、等效轉(zhuǎn)化
等效法,就是在保證效果相同的前提下,將一個(gè)復(fù)雜的物理問(wèn)題轉(zhuǎn)換成較簡(jiǎn)單問(wèn)題的思維方法?;咎卣鳛榈刃娲?。在中學(xué)物理中,諸如合力與分力、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)、總電阻與各支路電阻以及速度平均值等。
七、類比遷移思想
類比方法是一種極具啟發(fā)性、創(chuàng)造性、靈活性的推理方法,它貫穿在物理學(xué)的全部發(fā)展過(guò)程中,在物理學(xué)陷入困境時(shí),往往通過(guò)類比的方法打開(kāi)一個(gè)新的天地。例如:在學(xué)習(xí)電場(chǎng)時(shí)類比重力場(chǎng)。在研究電子繞原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)類比衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)等。
八、整體、隔離
整體法是在確定研究對(duì)象或研究過(guò)程時(shí),把多個(gè)物體看作為一個(gè)整體或多個(gè)過(guò)程看作一個(gè)整體的方法;隔離法是把單個(gè)物體作為研究對(duì)象或只研究一個(gè)孤立過(guò)程的方法。分析多個(gè)對(duì)象時(shí),一般要采取先整體后隔離的方法。
九、對(duì)稱思想
很多物理模型或過(guò)程具有時(shí)間或空間上的對(duì)稱性。如果合理運(yùn)用對(duì)稱的特點(diǎn)解題簡(jiǎn)潔方便。常見(jiàn)的有結(jié)構(gòu)對(duì)稱、轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)稱、鏡像對(duì)稱、時(shí)間對(duì)稱、空間對(duì)稱、點(diǎn)對(duì)稱、軸對(duì)稱等,這些對(duì)稱性在生活中比較常見(jiàn),易于理解。另一類是物理規(guī)律和思維的對(duì)稱性。
十、逆向思維
在解決問(wèn)題的過(guò)程中為了解題簡(jiǎn)捷,或者從正面入手有一定難度,有意識(shí)地去改變思考問(wèn)題的順序,沿著正向(由前到后、由因到果)思維的相反(由后到前、由果到因)的途徑思考、解決問(wèn)題,這種解題方法叫逆思法。通常有:運(yùn)用可逆性原理、運(yùn)用反證歸謬、運(yùn)用執(zhí)果索因進(jìn)行逆思,運(yùn)用哲學(xué)的對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律進(jìn)行逆向假設(shè)。
十一、微元思想
微元法是分析、解決物理問(wèn)題中的常用方法。使用微元法處理問(wèn)題時(shí),需將其分解為眾多微小的“元過(guò)程”,而且每個(gè)“元過(guò)程”所遵循的規(guī)律是相同的,我們只需分析這些“元過(guò)程”,然后再將“元過(guò)程”進(jìn)行必要的數(shù)學(xué)方法或物理思想處理,進(jìn)而使問(wèn)題求解。
十二、割補(bǔ)法
“割”“補(bǔ)”是相對(duì)于“多余”和“缺損”。在處理物理問(wèn)題時(shí)采用割補(bǔ)的方法,往往可以使原來(lái)不完整的事物變得完整,使原來(lái)不對(duì)稱的物體變得對(duì)稱,使原來(lái)雜亂無(wú)章的事物變得有規(guī)律可循。包括質(zhì)量割補(bǔ),體積割補(bǔ),面積割補(bǔ),長(zhǎng)度割補(bǔ)等。
十三、虛擬思想
通過(guò)虛擬對(duì)象或虛擬過(guò)程,找到解題的切入口,使題目的已知量和待求量集中指向這個(gè)物體,這就有可能把物理原理和規(guī)律運(yùn)用于這個(gè)虛擬對(duì)象,建立起已知量與待求量的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)對(duì)問(wèn)題信息的調(diào)整和轉(zhuǎn)化。在物理解題中有虛擬對(duì)象或虛擬過(guò)程等。
十四、守恒思想
尋找到整個(gè)過(guò)程中或過(guò)程發(fā)生前后存在著的不變關(guān)系或不變的量,往往是研究這一變化的過(guò)程的中心和關(guān)鍵。守恒,已是物理學(xué)中最基本的規(guī)律(有動(dòng)量守恒、能量守恒、電荷守恒、質(zhì)量守恒),也是一種解決物理問(wèn)題的基本思想方法之一。
十五、實(shí)驗(yàn)思想
實(shí)驗(yàn)是物理問(wèn)題的基礎(chǔ)。所以在研究物理問(wèn)題時(shí)可以利用手頭工具或?qū)嶒?yàn)儀器進(jìn)行試驗(yàn),用事實(shí)說(shuō)話。
以上方法和思想不是互相孤立的,在完成一個(gè)問(wèn)題中總是幾個(gè)方法同時(shí)作用。因此在平時(shí)的解題過(guò)程中要大膽嘗試,敢于創(chuàng)新。只有平時(shí)用的熟練了,考試時(shí)才敢用,才會(huì)得心應(yīng)手。為了便于記憶,筆者把十八種思維方法歸納成十八個(gè)字:假圖特建極,轉(zhuǎn)遷整對(duì)逆,微割虛恒實(shí),以便于記憶和運(yùn)用。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 劉麗雪、隋一斌.《中學(xué)物理巧學(xué)巧解大全》.
[2] 賈永.《高中物理解題方法與技巧》.
(作者單位:河北廊坊管道局中學(xué))