高中物理解題應具備的幾種思維意識

黑鈞儒

摘 要 物理是高中階段的重要課程，物理習題的解答是檢驗高中生理解和應用物理知識與能力的標志性途徑。對于我們高中生而言，具備抽象思維意識、類比思維意識、整體與隔離思維意識、逆向思維意識、多向思維意識，在提高解題準確性和解題速度方面意義非凡。

關鍵詞 高中物理；解題；思維意識

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2018）08-0182-01

物理是一門知識性和邏輯性都非常強的應用性學科，掌握解答物理習題的思維規(guī)律、準確、迅速地獲得相關答案是我們每個高中生的期望。通過對物理解題經驗與體會的總結，我覺得以下的思維意識對于我們高中生的物理解題至關重要。

一、抽象思維意識

物理知識的抽象性和縝密性，要求學習者有較強的抽象思維意識，能夠對習題所描述的物理過程進行科學合理的空間想象和邏輯推理，明確物理現象的發(fā)生、發(fā)展過程，獲得解決問題的突破口。例1：直升機沿水平方向勻速飛往水源取水滅火，懸掛著m=500kg空箱的懸索與豎直方向的夾角450。直升機取水后飛往火場，加速度沿水平方向，大小穩(wěn)定在a=1.5 m/s2時，懸索與豎直方向的夾角140。如果空氣阻力大小不變，且忽略懸索的質量，求水箱中水的質量M。要解答該題，我們首先應通過抽象思維在腦海中形成直升飛機與水箱空間位置和運動形態(tài)的“影像”，推理出二者在速度、位移等方面的聯系，然后利用力的合成與分解、牛頓定律、直線運動的相關規(guī)律列出物理量間的關系式，求得正確答案。

二、類比思維意識

在解答物理習題時我們不難發(fā)現，很多問題有相互的關聯性，我們可以采用類比的方式，理順結題思路，觸類旁通地探尋結題捷徑。例2：兩個半徑均為R的圓形平板電極，平行正對放置，相距為d，極板間的電勢差為U，板間電場可以認為是均勻的。一個 粒子從正極板邊緣以某一初速度垂直于電場方向射入兩極板之間，到達負極板時恰好落在極板中心。已知質子電荷為e，質子和中子的質量均視為m，忽略重力和空氣阻力的影響，求：（1）極板間的電場強度E；（2） 粒子在極板間運動的加速度a；（3） 粒子的初速度v0。顯然， 粒子在板間運動可以類比為平拋，其平行于板的分運動是勻速直線運動，垂直于板的分運動是初速度為零的勻加速直線運動。只需通過E與U和d的關系及 粒子受力F=Ee求得F，此題就轉化為一個純粹的力學問題。

三、整體與隔離思維意識

對于涉及多個物體組成的系統(tǒng)，物理量間既存在整體與外部的關系，也存在每部分物體間的關系。要解決好這類問題，整體思維與隔離思維的靈活運用是很關鍵的。例3：有一個直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB豎直向下，表面光滑。AO上套有小環(huán)P，OB上套有小環(huán)Q，兩球質量均為m，兩環(huán)間由一根質量可忽略、不可伸長的細繩相連，并在某一位置平衡（如圖）。現將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達到平衡，那么將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，AO桿對P環(huán)的支持力N和細繩上的拉力T將（ ）

A.N不變，T變大 B.N不變，T變小

C.N變大，T變大 D.N變大，T變小

解答此問題，從整體角度看，N只與兩環(huán)重力有關，故當為N不變。隔離Q可知，T的豎直分力等于Q的重力，P向左移，細繩與OB的夾角變小，故T變小。

四、逆向思維意識

在高中物理解題中，我們往往習慣于從問題的始態(tài)到終態(tài)，順著物理過程的發(fā)展去思考的正向思維，但很多物理問題，如果反其常規(guī)運用逆向思維，卻可以在正向思維解決比較困難或相對繁瑣的習題解答上收到很好的效果。例4：在水平地面以速度v0豎直上拋一小球，不計空氣阻力，求小球在到達最高點1s前距離地面的高度？此問題逆向可看做小球從最高點做自由落體運動，先求出小球到達的最高點，然后求出小球自由落體1秒的位移，兩者的差就是所求的答案，這就在一定程度上簡化了運算過程，提高了運算的速度。

五、多向思維意識

物理解題過程其實是一個思維訓練過程，既需要將大量的、零亂的物理現象信息歸集為典型的物理模型，也需要從問題的共性出發(fā)，對某一物理問題進行全方位、多角度的分析和思考，使某一物理問題形成多種結題思路，實現一題多解，并從多種解法中選擇出一種簡單明快的方法。例5：一輛汽車質量為m，從靜止開始起動，沿水平面前進了距離s后，就達到了最大行駛速度vmax。設汽車的牽引力功率保持不變，所受阻力為車重的k倍，求：（1）汽車的牽引功率；（2）汽車從靜止到開始勻速運動所需的時間。解答此題關鍵是求出汽車的牽引力，而牽引力的求算就可以從牛頓運動定律和動能定理兩個方向分別入手。求解發(fā)現，用動能定理比用牛頓定律運算的步驟要少，解題的速度要快，這就讓我們對此類問題形成了相對優(yōu)選的方案。

對于我們高中生而言，物理解題是物理學習的關鍵環(huán)節(jié)。只有在老師的引導啟發(fā)下、在與同學們的研討交流中逐步樹立科學、適用的物理解題思維意識，才能從根本上找到學習物理的真諦，才能使自己的物理學習成績穩(wěn)步提高。

參考文獻：

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