淺談中學(xué)物理解題中的幾種思維

李梅嬌

【摘要】 在高中物理解題中要用到多種科學(xué)思維方法，本文結(jié)合若干實(shí)例探討了模糊思維，邏輯思維以及等效思維在高中物理解題中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】 高中物理 思維方法 解題

【中圖分類號(hào)】 G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A 【文章編號(hào)】 1992-7711（2018）05-093-01

有些教師和學(xué)生企圖通過大量的習(xí)題訓(xùn)練來掌握各種不同物理題型的解法，花費(fèi)了很多精力，卻無法收到滿意的效果。究其原因，是因?yàn)樗麄冎皇亲⒅亓私忸}結(jié)果的“量”，而忽略了解題過程中的“質(zhì)”：沒有在解題過程中深化對(duì)物理概念、規(guī)律的理解，沒有總結(jié)升華出物理解題的思維方法。作為教師，應(yīng)當(dāng)幫助學(xué)生概括總結(jié)物理解題的思維方法，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，才能使教學(xué)收到事半功倍的效果。下面就談?wù)劚救嗽诮虒W(xué)過程中總結(jié)出的幾種高中物理解題思維。

1. 模糊思維

模糊思維是處理模糊的、不斷變化和錯(cuò)綜復(fù)雜聯(lián)系中的各個(gè)因素時(shí)，以不確定發(fā)展趨勢(shì)與現(xiàn)實(shí)狀態(tài)來整體把握客觀事物而進(jìn)行的全息式、多維無定式思考的方式。物理解題中模糊思維的具體體現(xiàn)是用近似處理的方法忽略實(shí)際問題中對(duì)結(jié)果影響極其微小的因素，把復(fù)雜的物理情境問題用簡(jiǎn)單的物理情境問題近似代替，從而使問題的求解變得容易。現(xiàn)就此方法在物理解題中的運(yùn)用舉例說明如下：

例1 在真空中速度為v=6.4×107 m/s的電子束連續(xù)地射入兩平行極板之間，如圖1，極板長(zhǎng)度L=8.0×10-2 m，間距d=5.0×10-3 m.兩極板不帶電時(shí)，電子束將沿兩極板之間的中線穿過，在兩極板上加50 Hz的交變電壓U=U0sinwt，如果所加電壓的最大值U0超過某一值UC時(shí)，將開始出現(xiàn)以下現(xiàn)象：電子束有時(shí)能通過兩極板；有時(shí)間斷，不能通過。求UC的大小？

解析 具有一定初速度的電子在與初速度垂直的方向受一交變電場(chǎng)力的作用，其運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是比較復(fù)雜的，但我們注意到電子通過極板所用的時(shí)間很短，而且交變電壓的周期較大，其數(shù)值的比較為：電子通過平行板所用的時(shí)間t=l/v=[8.0×10-2/6.4×107]s≈10-9 s，交變電壓的周期T=1/50=2×10-2 s，可見l/f=T.因此，某一電子通過平行極板時(shí)，極板間的電壓以及場(chǎng)強(qiáng)可以看作是恒定不變的。這里把變化的電場(chǎng)對(duì)于各個(gè)電子通過瞬間看作是不變的，就是一種近似處理的方法。開始出現(xiàn)時(shí)通時(shí)斷現(xiàn)象時(shí)交變電壓的最大值UC，也就是電子剛好不能通過時(shí)電壓所取的值，設(shè)此時(shí)場(chǎng)強(qiáng)為EC，電子所受電場(chǎng)力為f，在垂直極板方向產(chǎn)生加速度a，經(jīng)時(shí)間t通過極板，則即當(dāng)電子通過時(shí)，當(dāng)電壓變化到Vc=91 V時(shí)，電子就不能通過。

本例中，在具體分析的基礎(chǔ)上，在電子通過極板瞬間把電壓近似看成不變，使得問題情境變得簡(jiǎn)單、明朗，這種近似是合理的，它不影響問題的結(jié)果。

2 . 邏輯思維

處理靈活的“坑題”，不可憑背書、憑感覺，需要我們冷靜地用邏輯去分析，否則一做就錯(cuò)。

07年江西“測(cè)小云搬箱子上樓的功率”實(shí)驗(yàn)題，在測(cè)樓高和箱子質(zhì)量時(shí)，考察所需的實(shí)驗(yàn)器材。熱衷背書的同學(xué)就可能不假思索地填上刻度尺和托盤天平此類可笑的答案，絲毫不考慮實(shí)際情況和儀器的量程分度值，導(dǎo)致扣分（正確答案為皮尺，磅秤）。而14年“求王爺爺開車的速度”，喜歡背書的同學(xué)往往機(jī)械地把三個(gè)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)求平均值，卻沒有用理科邏輯思考問題。實(shí)際上，其他兩個(gè)數(shù)據(jù)因?yàn)樽x數(shù)時(shí)視線未對(duì)正，成為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，必須舍去。

究其根本，還是我們沒有運(yùn)用邏輯思考問題。

解決這種靈活多變卻難度不大的選填，需要的就是邏輯。知其然，更要知其所以然。抓住了事物的規(guī)律和本質(zhì)，就如同掌握了解決問題的通法，可謂“功在當(dāng)代，利在千秋”。

3 .等效思維

等效思維是指以效果相同出發(fā)，把復(fù)雜的物理現(xiàn)象、物理過程轉(zhuǎn)化為較簡(jiǎn)單的物理現(xiàn)象、物理過程來進(jìn)行研究和處理的一種方法。如：力學(xué)中合力是分力的等效替代；研究復(fù)雜單擺問題中用等效擺長(zhǎng)；等效重力加速度求單擺的周期；在描繪靜電場(chǎng)中平面的等勢(shì)線實(shí)驗(yàn)中，用恒定電流場(chǎng)替代靜電場(chǎng)等。在處理一些復(fù)合場(chǎng)的物理問題時(shí)，這種等效思維的處理方法應(yīng)用比較多。

例4 在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一帶正電質(zhì)量為m的小球，用長(zhǎng)為l的絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，當(dāng)小球靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向夾角為θ.

現(xiàn)給小球一個(gè)垂直于懸線的初速度，使小球恰能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則小球在做圓周運(yùn)動(dòng)的過程中，在哪一位置速度最小？速度最小值多大？

從以上例題的分析求解可以看出，等效思維的方法避免了復(fù)雜的物理過程和繁冗的數(shù)學(xué)運(yùn)算，一下子抓住了問題的物理本質(zhì)，把非理想模型變?yōu)榱死硐肽Ｐ停褟?fù)雜問題變?yōu)榱撕?jiǎn)單問題。

綜上所述，在高中物理教學(xué)實(shí)踐中，應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生靈活運(yùn)用合理的解題思維方法解決相應(yīng)的物理習(xí)題，通過這種途徑，有效地提高學(xué)生解決物理問題的能力，使教學(xué)收到事半功倍的效果。

再者，有些同學(xué)看到那些壓軸題就開始“方”，實(shí)際上這是完全沒有必要的。

第一，“復(fù)雜世界簡(jiǎn)單構(gòu)成”。每道試題肯定都是有答案的，無論內(nèi)容有多么繁雜，難度有多么大，最終都是通過一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單的小步驟疊加起來。高手能夠一下解出，我水平不夠高就一步一步推，幾個(gè)未知數(shù)就有幾個(gè)方程，最后一定能夠倒出來——這種信心是一定要樹立起來的。

第二，平常要弄透公式及其變形式。在題目情境中尋找有效的關(guān)系式，再加上之前說的一些技巧，就能有條不紊地找齊方程構(gòu)建方程組，解方程就不是難事了。這里再多嘮叨一句，公式是平時(shí)儲(chǔ)備好的，而關(guān)系式才是整道題的拉分點(diǎn)。所以在這方面要多刷刷題，培養(yǎng)尋找關(guān)系式的感覺，提高隨機(jī)應(yīng)變的能力。

第三，列完方程后帶數(shù)據(jù)一定要注意一一對(duì)應(yīng)。這也是我在解題時(shí)非常容易出錯(cuò)的地方。不可把a(bǔ)物體的數(shù)據(jù)代入b物體上（即同一性），不可把a(bǔ)時(shí)刻的數(shù)據(jù)代入b時(shí)刻上（即同時(shí)性）。大家在平常的訓(xùn)練中注意這三點(diǎn)，令人滿意的答案就會(huì)呈現(xiàn)在眼前。