劉有才
摘 要:眾所周知,在高中學(xué)科里物理課程是相對(duì)較難的,不少學(xué)生對(duì)其都有畏懼和厭學(xué)情緒,在答題時(shí)不知所措。針對(duì)物理解題中常見的幾種思維方法展開闡述,針對(duì)一些復(fù)雜的物理公式推導(dǎo)以及應(yīng)用進(jìn)行分析,希望有助于學(xué)生掌握一定的解題方法。
關(guān)鍵詞:高中物理;解題方法;常見思維
現(xiàn)階段,高中物理教學(xué)的核心是讓學(xué)生通過掌握不同的解題方法與技巧,認(rèn)識(shí)事物的規(guī)律和本質(zhì),不斷培養(yǎng)自己的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新意識(shí)。在物理教學(xué)實(shí)踐中,教師重視引導(dǎo)學(xué)生思維解題,不僅能夠使其取得較好的成績(jī),還可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
一、整體法
整體法是指將幾個(gè)或是若干些獨(dú)立的、分散的事物作為一個(gè)整體來進(jìn)行研究分析的方法。運(yùn)用這種思維進(jìn)行解題時(shí),首先要總攬全局,明確解題的目標(biāo),并且在合適的情況下簡(jiǎn)化題目,避免思路陷入極端。在高中物理教學(xué)中,使用這種思維學(xué)生也可以少走彎路,節(jié)省時(shí)間。
例如,總質(zhì)量為m的火車以速度V在軌道上保持勻速行駛。在行駛的過程中不斷受到阻力影響,其中火車車廂受到的阻力是火車自身受到阻力的K倍?,F(xiàn)在阻力保持不變的情況下,在行駛過程中,某刻火車尾部車廂脫節(jié),脫節(jié)車廂的質(zhì)量為m1,問當(dāng)尾部脫節(jié)的車廂靜止下來瞬間,求火車的速度。
解析:就火車而言,尾部的車廂未脫離火車前,與火車一樣做勻速直線運(yùn)動(dòng),一旦與火車脫離開瞬間,受到阻力影響便開始做均減速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)把尾部的車廂整個(gè)運(yùn)動(dòng)與火車的整個(gè)運(yùn)動(dòng)看成一個(gè)整體的活,尾部車廂在脫離火車后,忽略外力的影響,根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒定律,就可以得出脫鉤的車廂剛停下的瞬間,前面火車的速度為V=mV/(m-m1)。
二、隔離法
隔離思維法與整體思維法相互對(duì)應(yīng),它是將研究的對(duì)象從整個(gè)事物或是全部的運(yùn)動(dòng)過程中剝離出來,單獨(dú)進(jìn)行研究分析。這種思維可以弄清單獨(dú)物體的受力情況或者在某個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)情況。在實(shí)際的物理解題中,隔離法與整體法兩者一般是交互使用的,從而使學(xué)生解題更加簡(jiǎn)單快速。
三、極限思維法
當(dāng)物理量在某個(gè)特定的區(qū)間內(nèi)發(fā)生單調(diào)性的持續(xù)運(yùn)動(dòng)或是變化時(shí),我們可以將此區(qū)間內(nèi)的物理量的整個(gè)變化或是運(yùn)動(dòng)過程延伸到該區(qū)間內(nèi)的極限邊緣,凸顯出問題的實(shí)質(zhì)后,結(jié)合通常情境下總結(jié)的經(jīng)驗(yàn),探究其規(guī)律,并針對(duì)此種物理現(xiàn)象做出判斷,并得出相應(yīng)的結(jié)果。這種方法就是極限思維法。但是,它通常使用的范圍有限,在面臨較為復(fù)雜的題型時(shí)非常有效。
例如,質(zhì)量為m的物體放置在電梯內(nèi),電梯以a=5g/4的加速度勻加速下降,求電梯內(nèi)物體對(duì)電梯底面的壓力。
解析:依據(jù)正常的思路,學(xué)生很容易將電梯內(nèi)的物體視為研究分析的對(duì)象,根據(jù)推理公式得出mg-FN=ma,其中FN=mg-ma=-mg/4。即當(dāng)電梯以a=5g/4加速度勻加速下降時(shí),物體對(duì)電梯底面的壓力為1/4g,采用極限思維法對(duì)此結(jié)果進(jìn)行檢測(cè),當(dāng)電梯下降的加速度達(dá)到一個(gè)臨界值a′=g,電梯已經(jīng)處在完全失重狀態(tài),故而物體對(duì)電梯地面沒有壓力。在題目中,加速度a=5g/4電梯下降得出a>a′=g,物體與電梯地面完全分離,所以對(duì)其壓力必定為零。
四、逆向思維法
與正向思維相比,在高中物理學(xué)習(xí)階段,傳統(tǒng)的逆向思維法應(yīng)用也頗為常見。比如反證法、反演法在物理解題中常常被用到。這種方法可以鍛煉學(xué)生從不同的角度、立場(chǎng)、側(cè)面去分析問題。在高中學(xué)習(xí)階段,有很多問題用正向思維的方式比較難得出相應(yīng)的答案,而嘗試使用逆向思維,很多難題將會(huì)迎刃而解。
五、類比法
簡(jiǎn)單而言,類比就是將幾個(gè)或是眾多事物聯(lián)系在一起或是放置在一起展開研究,通過比較找出它們之間的規(guī)律或是相似性,并將這種規(guī)律或相似性推廣應(yīng)用到其他事物中。在高中物理中,比如講解電場(chǎng)時(shí),電場(chǎng)可以類比于重力場(chǎng)。
類比思維法有助于學(xué)生不斷地發(fā)揮自己的想象力,培養(yǎng)自身的邏輯思維辨析能力,不僅可以豐富考試時(shí)的解題技巧,還可以提高解題的效率。
六、估算法
估算法采用的是在一定的數(shù)值范圍內(nèi)針對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行近似值的估算的思維模式。運(yùn)用這種方式,需要在接近理想的狀態(tài)下關(guān)注主要因素,忽略次要因素的影響。在物理學(xué)習(xí)中,估算固體和液體分子、原子的質(zhì)量和直徑時(shí)常會(huì)運(yùn)用到這種思維法。
例如,北京某一辦公大樓合計(jì)有30層,大樓的電梯上下由一臺(tái)功率較大的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。求電動(dòng)機(jī)平均輸出功率大概是多少?
解析:假設(shè)電梯的高度為h,大樓距離地面的高度為H,其中H=29h,電梯從第1層達(dá)到第30層所用時(shí)間為t,那么由此可以得知電梯的平均速度V=Ht=29ht。其中,電梯的自重為M1g,其載重為M2g,根據(jù)輸出功率的公式P=FV可以估算出得出電動(dòng)機(jī)的輸出為:P=(M1g+M2g)V=29(M1g+M2g)ht。在此分析的過程中需要忽視空氣阻力,電梯與墻面的摩擦力等因素,否則無法解題。
七、圖像法
眾所周知,物理具有很強(qiáng)的邏輯性,需要一定的想象能力。而圖像法實(shí)現(xiàn)了數(shù)形的結(jié)合,能夠更直觀形象地揭示物理規(guī)律以及事物之間的相互關(guān)系。比如,求位移時(shí)需要用到速度時(shí)間圖;求變力做功時(shí)需要利用力和位移圖象等。這種解題的思維方式,能夠?qū)?fù)雜的問題進(jìn)行簡(jiǎn)化,生動(dòng)形象地表示相關(guān)的物理情景,有助于學(xué)生更好地找到解題的突破口。
綜上所述,高中物理的解題方法非常多,學(xué)生掌握各種解題技巧需要將各種解題的思維方法銘記于心,不斷進(jìn)行練習(xí),了解各種方式的適用范圍,豐富自己的解題思維。只有這樣才能在考試中提高解題效率和準(zhǔn)確率。高中物理教師在教學(xué)該活動(dòng)中,應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到解題思維的重要性,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。
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編輯 薛直艷