淺談解決高中物理問題的幾種方法

劉維建

【摘 要】學(xué)生在接觸不同的物理問題時(shí)，需要應(yīng)用不同的解題方式及思路，制定合理的教學(xué)策略，引導(dǎo)常學(xué)生用適當(dāng)?shù)姆绞絹斫忸}，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量及學(xué)生物理學(xué)習(xí)成績有著重要作用。本文主要分析幾種高中物理解決方式。

【關(guān)鍵詞】高中物理;實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;數(shù)學(xué)知識(shí);歸納推理

高中物理課程的改革正在全國各地如火如荼地進(jìn)行，它改革的目的是加強(qiáng)素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，在有限的時(shí)間里獲取更多的知識(shí)。這就給我們廣大的高中物理教師提出了新的要求：學(xué)生在接觸不同的物理問題時(shí)，必須具備哪些知識(shí)，用什么樣的方法才能較輕松地解決這些物理問題？

筆者通過多年的教學(xué)實(shí)踐，總結(jié)出了如下幾種常見的解決物理問題的方法。

一、運(yùn)用科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法

物理實(shí)驗(yàn)是解決物理問題的基本方法。新《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出：“物理是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，通過演示和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，能夠使學(xué)生理解物理概念和規(guī)律的建立與實(shí)驗(yàn)的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的能力。”許多物理規(guī)律是通過具體科學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作得出的合理結(jié)論，比如光學(xué)實(shí)驗(yàn)、電學(xué)實(shí)驗(yàn)等，通過這些學(xué)生自己操作過的實(shí)驗(yàn)而得出的結(jié)論，不僅加深了印象，而且解答了疑惑。還有的物理內(nèi)容是運(yùn)用多次實(shí)驗(yàn)再進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮侠硌堇[推理的結(jié)果，最早的有關(guān)物體受力和運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系就是典型的例證：伽利略在察覺到亞里斯多德的觀點(diǎn)有缺陷后，通過大量的實(shí)驗(yàn)，再進(jìn)行一定的推理，得出了至今為止都無可爭議的科學(xué)結(jié)論。

高中物理的一些知識(shí)內(nèi)容如果能用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，會(huì)增加學(xué)生的信服度，有時(shí)會(huì)起到事半功倍的作用，比如：有關(guān)平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，在實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生在理解水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，總有點(diǎn)半信半疑，在自己實(shí)驗(yàn)操作驗(yàn)證后，碰到這類問題基本都是迎刃而解。在條件允許時(shí)，可以適當(dāng)對(duì)一些實(shí)驗(yàn)的過程及器材進(jìn)行必要的創(chuàng)新，說不定會(huì)有意想不到的收獲。

實(shí)驗(yàn)的方法除可以進(jìn)行驗(yàn)證、判定以外，還可以利用實(shí)驗(yàn)過程中的物理現(xiàn)象為基礎(chǔ)進(jìn)行一定的科學(xué)探索，從而獲得重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

二、巧用數(shù)學(xué)知識(shí)的方法

一般的數(shù)學(xué)計(jì)算能力是每個(gè)高中生都具備的，它能解決一些有關(guān)物理公式的計(jì)算以及大部分涉及到數(shù)字計(jì)算的物理問題，運(yùn)用必備的數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題是當(dāng)前高中生必須具備的基本能力。

縝密的邏輯思維和扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是解決物理問題的前提，巧用數(shù)學(xué)知識(shí)于物理中，對(duì)于解決物理問題來說，無疑是增添了新的途徑。運(yùn)動(dòng)學(xué)中，涉及到勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式較多，在處理這類問題時(shí)，除了正常的運(yùn)用公式外還可借助數(shù)學(xué)中的圖像知識(shí)：如利用v—t圖像，求面積可順利求出一定時(shí)間內(nèi)物體發(fā)生的位移，它不僅能形象地判斷物體的具體運(yùn)動(dòng)情況，就是學(xué)生比較棘手的追趕問題，，也可用圖像輕松說明。

豐富全面的數(shù)學(xué)知識(shí)有時(shí)能解決一些棘手的物理問題。例：一個(gè)質(zhì)量為m，初速度不為零的微粒和一個(gè)質(zhì)量為M靜止的微粒發(fā)生正碰，碰后系統(tǒng)損失動(dòng)能為E，求：m微粒的最小初速度v0為多少？分析：利用數(shù)學(xué)中的不等式性質(zhì)：定積求和找極值，設(shè)碰后兩微粒的速度分別為v1、v2，根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒和能量守恒有：mv0=mv1+Mv2，mv02/2=mv12/2+Mv22/2+E 解得，v0=（m+M）v2/2m+E/Mv2≥2√（m+M）E/2Mm，即m的最小初速度為√2（m+M）E/Mm。

類似這種不等式性質(zhì)的數(shù)學(xué)知識(shí)，還有二次函數(shù)的配方、二次方程的判別式、三角函數(shù)的關(guān)系式等，在解決一些特殊的物理問題時(shí)必不可少，至關(guān)重要。

三、必備的分析推理方法

在物理知識(shí)教學(xué)過程中，有時(shí)要突出分析推理過程，必須進(jìn)行一些分析歸納推理方法的教育。歸納推理方法教育是其它方法教育的基礎(chǔ)，歸納推理方法的掌握也將為其它思維能力的提高起到有效的促進(jìn)作用。高中物理的歸納推理具體過程為：先對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行分類，在相同研究目的和研究條件下進(jìn)行物理判斷，歸納推理出一般結(jié)論，再進(jìn)行一般驗(yàn)證。比如說“物體在光滑的地面上運(yùn)動(dòng)”這類題，不管它是否發(fā)生碰撞還是下落等等，在進(jìn)行分析時(shí)都往動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒方向推理，當(dāng)然這只是一般性的嘗試推理，合理的嚴(yán)密推理有時(shí)能讓人們從紛繁復(fù)雜的物理現(xiàn)象中看到物理本質(zhì)，比如自由落體問題，如果沒有伽利略的分析推理，可能至今都認(rèn)為亞里斯多德的觀點(diǎn)是正確的。

掌握一定的分析歸納推理方法，既有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)新知識(shí)的技巧，也有利于在以后的情境和物理問題中加以靈活運(yùn)用，并且讓已經(jīng)建立起來的知識(shí)結(jié)構(gòu)更加清晰，便于解決有關(guān)規(guī)律、概念的物理問題。

當(dāng)然，解決高中物理問題的方法很多，比如類比法、模型法等等。在研究某一物理問題時(shí)，往往需要多種方法并用，多管齊下。我們?cè)谄匠５慕虒W(xué)過程中，要善于總結(jié)、歸納、整理，把這些寶貴的思想和方法傳授給學(xué)生，從而做到“物”中探“理”、寓“理”于“物”，讓學(xué)生在解決問題的同時(shí)，感受到學(xué)習(xí)的樂趣。