淺談物理解題中的思維方式

1、物理解題中的思維方式物理習題蘊含著概念、公式、規(guī)律之間關(guān)系的多樣性與復雜性，決定了它可 以變換不同的方法求解和習題的題目的無限化。當前，不少教師和學生為了提高 成績，沉醉于茫茫的題戰(zhàn)術(shù)屮，花費了很多的精力，而大都無法收到滿意的效果。 客觀地說，耍提高物理成績，一覽量的習題訓練是必耍的，但物理習題是做不完 的，作為教師，應當注意培養(yǎng)學生對概念公式，規(guī)律的理解掌握和運用能力，并 對學生加強思維方式的訓練，提高學生分析問題、解決問題的能力，才能收到事 半功倍效果。下面就木人在教學過程，總結(jié)岀物理解題屮常用的兒種思維方式。1、模糊思維模糊思維的理論根據(jù)是美國扎徳的不相容原理：欲求粘確，必求嚴格；欲求嚴

2、格，必愈 復雜。而當復雜性增大到一定限度時，復雜性為精確性就會相互排斥。因此，在實際研究中， 為了避免過于復雜，只能用模糊法，求得相對精確。模糊法的具體應用于下： 忽略不計。如提到光滑平面時，表示摩擦力可以忽略不計；在研究拋物體運動時， i般都把空氣阻力忽略不計。 取近似值。如圓周率兀是一個無理數(shù)，通常取它的近似值3.14；重力加速度在不同 地區(qū)不同高度有所不同，一般在地面計算時取9.8/n/?等。 取平均值。當一個物體的某一物理量時刻在變化無法精確計算時，常常取這一過程 屮變量的平均值。如當物體運動時所受摩擦阻力不是恒力時，通常從機械能的減少量，用功 能關(guān)系計算其所受平均阻力；乂如研究氣體分

3、子運動時，我們不可能對每一分子的運動狀態(tài) 進行研究，因為構(gòu)成物質(zhì)的分子是永不停息地無規(guī)則地運動著的，我們只能用統(tǒng)計規(guī)律計算 氣體分子的平均速率：対理想氣體的微觀解釋，一定質(zhì)量的氣體，溫度保持不變，也就意味 著分子的總數(shù)和分子的平均速度不變，當溫度升高或降低吋，也就表示分子的平均速度相應 地增大或減少。2、正向思維和逆向思維所謂正向思維就是“循規(guī)蹈矩”，從問題的始態(tài)到終態(tài)、順著物理過程的發(fā) 展去思考問題。而逆向思維則是反其常規(guī)，把問題顛倒過來思考的思維方式。有 很多物理習題，利用正向思維無法解決或難于解決，而利用逆向思維卻能收到“山 窮水復凝無路，柳暗花明乂一村” z效。例i物體以某i初速度在粗

4、糙平而上做勻減速直線運動,最后停下來，若此物體在 最初5s和最后5s經(jīng)過的路程之比為11： 5。則此物體一共運動了多少時間？分析求解：若按常規(guī)思維方式即“從條件推演結(jié)論”的思維方式，應根據(jù)勻變速運動 規(guī)律列式，這勢必會碰到總時間/比前后兩個5s之和10s是大還是小的問題：若t>10s將 時間分為前5s和后5s與中間的時間2,經(jīng)復雜運算得z2-2s,再得出"8s的結(jié)論。如果采用逆向思維，將物體的運動按時間先后順序顛倒過來看，即物體的運動看作是逆向的初速度為零的勻加速運動處理，將會簡捷得多。按逆向的初速度為零的加速直線運動求解。1 °設運動總時間為t,最后5s通過的路程為

5、s，貝j：=-ax52=l2.5a2 2 2| . 1 .最初 5s 通過的路程為 s,貝 |j：sx=-ar q(r 5)2 =5at-l2.5a1 】2 2山題中已知的條件：52 = 11： 5解得運動時間t二8s o物理學中，像此類具有可逆性、對稱性的物理過程還很多。若能充分運用運 動的可逆性、電路的可逆性、光路的可逆性等，將初態(tài)與終態(tài)顛倒、物與像互易， 往往會使我們從山窮水盡的困境中走出，到達柳暗花明的坦途。3、隔離思維與整體思維隔離思維是解題中的一種普遍有效的方法，使用它不僅可以求出與部分有關(guān)的物理量, 而且可以求出與整體冇關(guān)的物理量；而整體思維方式則對整體上分析。處理好隔離思維與整

6、 體思維的關(guān)系，可以找出解題的簡潔方法。例在水中細線將鐵塊和木塊連接時，它們以lm/s的速度勻速下降。已知木塊質(zhì)量 是鐵塊的2倍。突然細線斷開，當木塊向下的速度變?yōu)榱銜r，鐵塊的速度為多人？分析求解：若用隔離法，必須分別対木塊、鐵塊分析，根據(jù)各自受力特點，結(jié)合它們運 動的情況，故后可算出本題要求鐵塊的速度。但整個解題過程顯顯復雜，容易出差錯。下血 用整體方式求解。以木塊和鐵塊整體為研究對彖，以m2表示木塊和鐵塊的質(zhì)量。細線剪斷前后系統(tǒng) 受合外力為零，因此系統(tǒng)的動量守恒，則有： m2v = (m +/w2)v0 又因ma = 2m2 所以 v = 3v0 = 3m/ s4、圖像思維所謂圖像思維是根

7、據(jù)題中的已知條件，畫出對應的圖像，利用圖像的物理意義來分析問 題的思維方式。如，運動學用vt圖像求物體的發(fā)生的位移，功能關(guān)系問題中用f-s圖像 求變力做功，或電學中帶電粒子在變化電場中運動，求粒子某時刻的速度和位移等。利用圖 像分析，既直觀又方便。例一顆速度較大的子彈，水平穿透原來靜止在光 滑水平面上的木塊，假設子彈所受阻力與速度無關(guān)，則下 列說法正確的是a、子彈射入的速度越大，木塊獲得的動能越大b、子彈射入的速度越大，木塊獲得的動能越小c、木塊獲得的動能與子彈入射的速度無關(guān)d、無法判斷分析求解：子彈穿過木塊過程中，受恒定阻力作用做勻減速運動，而木塊做勻加速運動, 畫出子彈穿過木塊的v1圖像如

8、圖1, a、b圖線表示。顯然，圖像中陰影部分“血積”則表示子彈和木塊在子彈穿入到穿出過程的位移差，即 木塊的長度。當入射速度由仏增加到必時，子彈穿過木塊過程的位移差還是木塊長度，即 圖像陰影部分“而積”應不變。從圖像很容易看出，越大，子彈穿過木塊所用的時間越短（t2 <r,）,木塊獲得的速度越 小<v木）。因此，正確答案應選b。5、等效思維等效思維是指以效果相同出發(fā)，對所研究的對彖提出一些方案或設想進行的一種方法。 這種方法具有啟迪思考、擴大視野、觸類旁通的作用。如，力學中合力是分力的等效替代, 研究復雜單擺問題中用等效擺長，等效重力加速度求氓擺的周期；在描繪靜電場中平而的等 勢線實驗中，用直流場替代異種電荷等。例圖2中長為l的金屬棒原來不帶電，現(xiàn)將一帶電量為q的點電荷放在距棒左端r 處，當達到靜電平衡后，棒感應電荷在棒內(nèi)中點處產(chǎn)生的場強大小為多少？圖2分析求解：用高中現(xiàn)有的知識，我們是不能夠直接 求