淺談逆向思維在牛頓運(yùn)動(dòng)定律中的應(yīng)用

江少博

摘要：進(jìn)入高中之后，隨著物理知識(shí)學(xué)習(xí)的不斷深入，運(yùn)用逆向思維學(xué)習(xí)牛頓運(yùn)動(dòng)定律可以幫助我們快速掌握知識(shí)要點(diǎn)，提高物理學(xué)習(xí)積極性和趣味性?；诖耍疚膹囊幻谧x高中生的視角出發(fā)，對(duì)應(yīng)用逆向思維學(xué)習(xí)牛頓運(yùn)動(dòng)定律概念進(jìn)行分析，討論應(yīng)用逆向思維理清牛頓運(yùn)動(dòng)定律思路的方法，研究了應(yīng)用逆向思維進(jìn)行牛頓運(yùn)動(dòng)定律實(shí)驗(yàn)的方式。

關(guān)鍵詞：逆向思維；牛頓運(yùn)動(dòng)定律；高中物理教學(xué)

前言：牛頓運(yùn)動(dòng)定律作為高中物理學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，在物理教學(xué)中占有重要的地位，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的學(xué)習(xí)可以幫助我們的物理能力得到有效提升，從而保證了高中物理教學(xué)的水平和質(zhì)量。逆向思維的應(yīng)用為牛頓運(yùn)動(dòng)定律的教學(xué)帶來了新的途徑，幫助我們對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的原理概念、解題思路和物理實(shí)驗(yàn)更好的學(xué)習(xí)，加強(qiáng)高中物理教學(xué)力度，推動(dòng)我國(guó)教育教學(xué)水平的進(jìn)步與發(fā)展。

一、應(yīng)用逆向思維學(xué)習(xí)牛頓運(yùn)動(dòng)定律概念

牛頓運(yùn)動(dòng)定律是在高中進(jìn)行普遍應(yīng)用的物理知識(shí)，通過高中物理學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的有效應(yīng)用，而在牛頓運(yùn)動(dòng)定律的學(xué)習(xí)中，首先就是對(duì)其概念進(jìn)行學(xué)習(xí)。牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律、牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律和牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律共同組成了牛頓運(yùn)動(dòng)定律，而在對(duì)其概念進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程中，需要應(yīng)用逆向思維進(jìn)行分別學(xué)習(xí)。牛頓運(yùn)動(dòng)定律是圍繞力進(jìn)行的概念闡述的，這就需要對(duì)力進(jìn)行分析，牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律表明了力的本質(zhì)是物體間的相互作用效果，想要對(duì)該概念進(jìn)行學(xué)習(xí)，就可以使用逆向思維進(jìn)行分析，通過分解力的習(xí)題來學(xué)習(xí)牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律。

例如，A高中的一位物理老師進(jìn)行例題教學(xué)，題目為“一個(gè)5N的力可以分解為什么？”，讓學(xué)生在10N和10N、10N和20N、100N和110N、200N和200N四個(gè)選項(xiàng)中進(jìn)行選擇，并在學(xué)生自行選擇后由老師給出解題方案。使用逆向思維進(jìn)行解題，力的分解是其合成的逆運(yùn)算，所以可以通過計(jì)算選項(xiàng)中的力進(jìn)行解答，10N和20N合成力的最小值為10N，100N和110N合成力的最小值為10N，所以都不符合題目的要求，另外兩個(gè)選項(xiàng)為該題的正確答案。

二、應(yīng)用逆向思維理清牛頓運(yùn)動(dòng)定律思路

高中物理課程中的牛頓運(yùn)動(dòng)定律對(duì)我們需要達(dá)成的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行了一些規(guī)定。不僅需要對(duì)我們進(jìn)行原理和概念的學(xué)習(xí)，還需要我們能夠理清解題思路，在面對(duì)實(shí)際題目時(shí)也能夠熟練的使用牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行解題，這就涉及到對(duì)逆向思維的應(yīng)用。在正向思維的解題過程中，往往是從已知量的角度出發(fā)，圍繞題干進(jìn)行習(xí)題的考慮和研究，應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律，找出未知量與已知量之間的關(guān)系，以此建立該題的解題思路。但是在面對(duì)一些題目時(shí)，使用逆向思維則可以讓解題的思路更加清晰，也容易讓我們明白題目的內(nèi)容，這種方式是從習(xí)題的待求量入手的，在逆向思維的基礎(chǔ)上進(jìn)行題目的反向推理，直至推理的內(nèi)容與題目中的已知量相符合，建立逆向的解題思路，實(shí)現(xiàn)對(duì)題目的有效解答[1]。

例如，A高中一物理老師要求學(xué)生對(duì)“一輛車以20m/s2的加速度前進(jìn)，且豎直后壁放一物體不會(huì)掉落，求解物體與車廂后壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)?！边@道題進(jìn)行解答，并在學(xué)生自行計(jì)算后給出了逆向思維的解題辦法，從動(dòng)摩擦因數(shù)?的相關(guān)公式出發(fā)，公式為 ，又應(yīng)用了牛頓運(yùn)動(dòng)定律 和 ，通過反向推倒的方式得到動(dòng)摩擦因數(shù)的解題公式，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的逆向思維應(yīng)用。

三、應(yīng)用逆向思維進(jìn)行牛頓運(yùn)動(dòng)定律實(shí)驗(yàn)

在應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律的實(shí)驗(yàn)中，如果沒有使用正向思維與逆向思維相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)，就會(huì)給我們帶來一種固有的印象，讓我們認(rèn)為一些實(shí)驗(yàn)只能通過同一種方式僅設(shè)置，不利對(duì)我們學(xué)習(xí)靈活性的培養(yǎng)。不但需要老師在進(jìn)行正向思維實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，不斷穿插逆向思維的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方式。老師針對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的教學(xué)需要讓我們?cè)趯?shí)踐中完成對(duì)其的有效學(xué)習(xí)，無論是理論還是習(xí)題，都沒有實(shí)驗(yàn)這種直觀感受，讓我們動(dòng)手操作和觀察過程，才能對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律理解的更加深刻，并且這種實(shí)驗(yàn)的方式還能夠激發(fā)我們的學(xué)習(xí)興趣，因此在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)用逆向思維進(jìn)行教學(xué)可以收獲良好的教學(xué)效果[2]。

例如，A高中物理實(shí)驗(yàn)課要求學(xué)生根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，大多數(shù)學(xué)生都是通過勻加速運(yùn)動(dòng)來進(jìn)行研究的，教師以逆向思維對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)的引導(dǎo)，通過勻減速運(yùn)動(dòng)對(duì)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律來完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是讓滑塊在傾斜的摩擦板上下滑，實(shí)現(xiàn)勻減速運(yùn)動(dòng)，并在其停止后對(duì)滑行距離、水平距離和運(yùn)動(dòng)高度進(jìn)行測(cè)量，在更換摩擦板后重復(fù)試驗(yàn)，判斷其中數(shù)據(jù)的關(guān)系，用以研究牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律。應(yīng)用逆向思維對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行理解，提升學(xué)生的動(dòng)手能力，從實(shí)踐的角度對(duì)學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)。

結(jié)論：綜上所述，高中物理離不開對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的學(xué)習(xí)，應(yīng)用逆向思維幫助我們對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行學(xué)習(xí)，提升我們對(duì)這一原理的理解程度和學(xué)習(xí)能力，為高中物理的融會(huì)貫通提供保障。在牛頓運(yùn)動(dòng)定律的學(xué)習(xí)中應(yīng)用逆向思維，從概念的角度強(qiáng)化我們的印象，為我們理清解題思路，為我們自主學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)對(duì)我們實(shí)踐能力的提高，實(shí)現(xiàn)高中物理對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的有效學(xué)習(xí)和掌握。

參考文獻(xiàn)：

[1]葛詩昂. 高中物理牛頓運(yùn)動(dòng)定律落實(shí)三維目標(biāo)調(diào)查研究[D].蘇州大學(xué)，2016.

[2]董志剛.淺談物理課堂提問藝術(shù)[J].才智，2014（19）：172.