突破思維障礙 巧解物理難題

王懷鵬

[摘? ?要]高中物理題型復雜多變，部分習題涉及的物體運動過程復雜，對學生的思維能力要求較高，不少學生百思不得其解，成為學生學習物理的攔路虎。為幫助學生攻克物理難題，樹立解題自信心，教師可圍繞具體例題，與學生一起分析難題難在何處，幫助學生突破思維障礙，將陌生問題轉化為熟悉的問題，讓學生迅速找到解題突破口，從而提升學生的物理解題能力。

[關鍵詞]高中物理;難題;思維障礙;突破

[中圖分類號]? ? G633.7? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2020）29-0050-03

部分學生解答物理習題時感覺難度較大，主要有以下原因：其一，對高中物理基礎知識的理解不夠深入，思維不夠靈活;其二，對物體運動過程認識不清，無法及時調動頭腦中的物理知識，或思維受限，采用的解題方法較為煩瑣，導致半途而廢。為避免出現上述情況，教師教學中應該注意幫助學生突破思維障礙，具體可以在平時教學中，重視學生的思維訓練，注意解題思路方法的講解，并讓學生能夠舉一反三，拓展其思維，給其解答物理難題帶來良好的啟發。

一、借助幾何思維，巧解物理難題

高中物理與數學知識聯系緊密，尤其是部分難題，借助幾何知識進行分析，能很快找到參數之間的關系，準確構建相關方程，進而順利求解。教學中應通過引導，使學生認識幾何知識的重要性，尤其要注意通過習題講解以及日常訓練，提高學生運用幾何思維解答物理難題的意識，總結運用幾何思維解答物理難題的技巧與方法，使其在解題中少走彎路，提升解題效率。

【例1】一斜面A在水平面上固定，一細線左端與水平面平行連接于墻面，右端通過滑輪與斜面水平且靜止的物塊B相連。已知斜面A的傾角為[α]，A、B的質量均為m。某一刻A不再固定，A和B均做直線運動。忽略所有摩擦，重力加速度為g。（1）A滑動x位移時，求B的位移;（2）A滑動x位移時，求其速度vA。

該題的情景并不復雜，但部分學生對兩個物體的運動情景分析不夠清楚，無法找到兩個物體位移之間的關系，導致無從下手。對兩個物體進行受力分析，如圖2-1，根據運動的合成與分解知識，繪制矢量三角形圖形，結合圖形不難求解。設物體A的位移為x時，B的位移大小為s，則其位移的矢量三角形，如圖2-2所示。

通過該題目的講解使學生認識到一些高中物理習題看似難度較大，但只要明確物體的運動情況，借助幾何知識尋找參數之間的關系，便不難求解。

二、借助降維思維，巧解物理難題

高中物理部分習題創設的情境屬于三維情境，解題時需要借助降維思維，將三維情境轉化為二維情境，以便學生分析相關參數。為使學生能夠順利求解該類難題，教學中一方面要借助多媒體技術為學生動態展示轉化過程，在增強學生空間立體感的同時，幫助學生構建三維與二維之間的聯系。另一方面，重視相關例題講解，使學生體會降維思維的具體應用，使其能夠借助降維思維打開相關物理難題的解題思路，幫助學生樹立解題自信心。

【例2】如圖3-1，一半徑R為20 cm，質量M為20 kg表面光滑的實心圓球B通過長L為30 cm的細線懸掛在墻面上。在墻面與球接觸的中間放置一厚度[Δ]h為10 cm，質量m為2 kg的正方體小物塊A，其與墻面的動摩擦因數[μ]為0.2。某一時刻將一外力施加給物體A，使其在和球脫離前緊靠墻沿水平方向做加速度a為5 m/s2的勻加速直線運動，求外力的大小和方向（g取10 m/s2）。

通過該題目的講解使學生認識到題目難就難在如何將立體情境轉化為平面問題進行分析，使其意識到在以后的學習中應注重提升自己的空間想象能力。

三、借助近似思維，巧解物理難題

解答高中物理難題時，一些習題采用常規思路無法求解。但應用近似思維，將一些參數看作近似相等，便可柳暗花明。當然使用近似思維時，并非想當然地進行近似處理，而應選擇合理的研究對象，只有當研究對象達到某一標準，如非常小時，才可用近似思維求解。教學中，教師為使學生能夠運用近似思維解答物理難題，可與學生一起剖析經典的物理問題，加深學生的認識，并運用近似思維解題，使其能夠在以后的解題中靈活應用。

【例3】一質量為m，半徑為R的圓形繩圈，圍繞中心軸O以角速率[ω]，在光滑水平面上做勻速轉動，求繩中的張力大小。

該題目難在合理選取研究對象以及參數近似處理上。通過該題目的講解，使學生認識到應用近似思維解答物理難題時，既要選擇正確的研究對象，做好受力分析，靈活應用力的合成法則，又要在近似處理時遵循相關的數學及物理規律，保證參數近似的合理性，如題目中當角度非常小時，[sinα2?α2]才成立。

四、借助歸納思維，巧解物理難題

高中物理習題中部分物體的運動具有規律性，可通過分析某段的運動過程，列出相關方程，分析物體運動所呈現的規律，進行巧妙求解。為使學生應用歸納思維正確解答物理難題，應引導學生做好某階段物體運動情況的深入剖析，掌握物體運動中所受的力以及力的變化。同時，為了加深學生的認識，可篩選代表性較強的習題，與學生一起分析解答，而后鼓勵學生進行歸納，在增強學生解題自信的同時，使其體會應用歸納思維解題的細節，不斷提高其應用歸納思維解答物理習題的能力。

【例4】如圖4，在光滑水平地面上有一質量M=10 kg足夠長的木板向右以[v0=5 m/s]的速度運動。在木板上方存在一固定擋板，當木板運動至其最右端位于擋板正下方時，將一質量m=1 kg的小鐵塊靜止放在木板上。小鐵塊和木板上表面的動摩擦因數[μ]=0.5。當木板運動L=1 m時，將第二個小鐵塊放在第一個小鐵塊上。以后約定只要木板運動了L就按照上述操作繼續放置小鐵塊，直到木板靜止不動（g為10 m/s2）。問最終木板上有多少小鐵塊？