合理選擇思維起點優(yōu)化物理解題技巧

陳 文

(福建省龍巖市第一中學(xué)，福建 龍巖 364000)

合理選擇思維起點優(yōu)化物理解題技巧

陳 文

(福建省龍巖市第一中學(xué)，福建 龍巖 364000)

合理選擇思維起點作為提升學(xué)生物理解題能力的主要方式，以當(dāng)前高中物理課程教學(xué)工作開展情況為基礎(chǔ)，結(jié)合近年來物理課程教育經(jīng)驗，以人教版教材為例，對合理選擇思維起點優(yōu)化物理解題技巧進(jìn)行分析，以期起到提升課程教育質(zhì)量的效果.

合理；選擇；思維；物理；解題技巧

學(xué)習(xí)問題的解答涉及到鎖定關(guān)鍵詞、分析隱含條件等一系列行為，其需要借助思維起點才可以實踐.在梳理問題條件的基礎(chǔ)上，從中找出關(guān)鍵要素，以此為問題解答的思維起點，將其靈活應(yīng)用至多種物理狀態(tài)中.由此我們可以看出合理選擇思維起點的重要性.

1.假設(shè)思想

假設(shè)法主要是指，現(xiàn)假設(shè)物理問題中一部分條件，再根據(jù)掌握的條件對其進(jìn)行推理，若是求得出的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)假設(shè)的一致，則假設(shè)成立，相反，本次假設(shè)不成立.在利用假設(shè)法求解問題時比較常見的假設(shè)形式包含：假設(shè)情景，過程，物理量等，使用假設(shè)法去解決問題可以有效掙脫思維束縛，另辟新徑，有效開發(fā)高中生的物理思維.

例1 三個半徑為r、質(zhì)量相等的球放一在一個半球形碗內(nèi)，現(xiàn)把第四個半徑也為r，質(zhì)量也相等的相同球放在這三個球的正上方，要使四個球都能靜止，大的半球形碗的半徑應(yīng)滿足什么條件？不考慮各處摩擦.

解析：假設(shè)碗的球面半徑很大，把碗面變成平面.因為各接觸面是光滑的，當(dāng)放上第四個球后，下面的三個球會散開，所以臨界情況是放上第四個球后，下面三個球之間剛好無彈力.把上面的球記為A，下面三個球分別記為B、C、D，則四個球的球心連起來構(gòu)成一個正四面體，正四面體的邊長均2r.

設(shè)A、B球心的連線與豎直方向的夾角為α，設(shè)碗面球心為O，O與B球心的連線與豎直方向的夾角為β，碗面對上面三個球的作用力都為F，如圖10—7甲所示.先以整體為研究對象，受重力、碗面對三個球的彈力F，在豎直方向上有：

3Fcosβ=4mg①再以B球為研究對象，受重力mg、碗面對B球的作用力F、A球?qū)的壓力FN，根據(jù)共點力平衡條件，有：Fcosβ-mg+FNcosα

二、守恒思想

守恒，本質(zhì)是指研究物質(zhì)數(shù)量時一直不變的現(xiàn)象.物理課程中指出的守恒，簡單的說就是物理變化時有一部分物理量是不變的.守恒作為高中物理基礎(chǔ)知識，也是解決物理問題的常見思想之一.

如：質(zhì)量m1=0.3 kg的小車靜止在光滑的水平面上，車長L=15 m,現(xiàn)有質(zhì)量m2=0.2 kg可視為質(zhì)點的物塊，以水平向右的速度v0=2 m/s從左端滑上小車，最后在車面上某處與小車保持相對靜止.物塊與車面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,取g=10 m/s2.

求(1)物塊在車面上滑行的時間t;

(2)要使物塊不從小車右端滑出，物塊滑上小車左端的速度v0′不超過多少.

解析本題主要考查學(xué)生對于摩擦拖動類的動量和能量問題的掌握情況.

(1)設(shè)物塊與小車的共同速度為v,以水平向右為正方向,根據(jù)動量守恒定律有m2v0=(m1+m2)v①

設(shè)物塊與車面間的滑動摩擦力為F,對物塊應(yīng)用動量定理有-Ft=m2v-m2v0② 其中F=μm2g③

代入數(shù)據(jù)得t=0.24 s

(2)要使物塊恰好不從車廂滑出,須物塊到車面右端時與小車有共同的速度v,則m2v0=(m1+m2)v代入數(shù)據(jù)解得v0=5m/s故要使物塊不從小車右端滑出,物塊滑上小車的速度v0不能超過5 m/s.

3.等量關(guān)系

在以等量關(guān)系為思維起點解答問題時，需要尤其注意與問題相關(guān)的不變量，將其中存在的等量關(guān)系以方程的形式羅列出來，幫助學(xué)生更好的解答問題.如：在光滑絕緣水平面上，兩個帶等量正電的點電荷M、N，分別固定在A、B兩點，O為AB連線的中點，CD為AB的垂直平分線．在CD之間的F點由靜止釋放一個帶負(fù)電的小球P(設(shè)不改變原來的電場分布)，在以后的一段時間內(nèi)，P在CD連線上做往復(fù)運動，則( ).

A.小球P的帶電量緩慢減小，則它往復(fù)運動過程中每次經(jīng)過O點時的速率不斷減小

B．小球P的帶電量緩慢減小，則它往復(fù)運動過程中的振幅不斷減小

解析A.由最大位移返回平衡位置時，電場力做的功在不斷地減小，它往復(fù)運動過程中每次經(jīng)過O點時的速率不斷減小，故A正確；B.小球P的帶電量緩慢減小，它在電場中某點的電場力在不斷地減小，由平衡位置向最大位移運動時，動能向電勢能轉(zhuǎn)化時，克服電場力做功需要經(jīng)過更長的距離，則它往復(fù)運動過程中振幅不斷增大，故B錯誤；故選：A．

綜上所述，在解決物理問題時，需要選取恰當(dāng)?shù)乃季S起點，只有這樣才可以正確解答問題，并獲取事半功倍的成效.作為一名合格的物理教師，需要在日常教育活動中注重學(xué)生的物理思維的培養(yǎng)，以此來不斷提升學(xué)生的問題解決能力.

[1]賈春.借用“面積”巧解題——高中物理圖像法解題技巧之一[J].發(fā)展,2016(01):141.

[2]葉若濤.一道高中物理題的解析、變形和竅門總結(jié)[J].科技展望,2017(02):205.

[責(zé)任編輯：閆久毅]

2017-07-01

陳文(1974.10-),男，福建人，中學(xué)高級教師，本科，學(xué)士，從事中學(xué)物理教學(xué)研究.

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1008-0333(2017)28-0070-02