高中物理解題中推理法的應用

【摘要】高中物理課堂上，解題教學是一項重要的教學內容.作為教師，在解題教學中除了要幫助學生將題目中所涉及的知識點進行羅列并復習，還要注重方法的傳授，使學生明確不同方法所適用的解題情境和題目類型，這樣他們在解答物理難題的時候就可以事半功倍[1].在教學實踐中發現，推理法就是一種十分常用且較為適用的解題方法，學生對這種方法的接受程度還是比較高的.在掌握推理法之后，學生可以高效解答多種類型的物理學難題.

【關鍵詞】高中物理；解題方法；推理法

1 應用歸納推理法，解決生活類問題

與初中階段相比，高中物理題目涉及的范圍更加廣闊，其中有很多領域是學生所不熟悉的.但大多數內容仍然是從學生的實際生活延伸和出發形成的，比如力學知識、光學知識等都是生活中十分常見的知識類型.在對相關知識點進行考查的時候，出題者為了降低難度通常會將相應的生活場景作為背景，使學生在熟悉的情境下找到解題方法[2].為了更加精準和更加高效地對這類題目進行解答，教師在解題教學中要關注學生思維能力的培養，引導他們結合生活經驗、通過類比推理的方法來對問題進行分析，在深入研究的基礎上找到方法，感受生活與物理的聯系，在今后的生活中主動使用物理學的眼光來對各類現象進行審視.

在對力學題目進行解答的時候，學生需要先對題目中所涉及的運動對象進行受力分析，找到受力平衡的狀態，并對該狀態下的平衡力進行分析，通過平衡力相等的原則來進行解題.這類題目的解題思路和解題方法都比較固定，通常會涉及生活化的場景.在解答的時候，學生就可以使用類比推理法來對題目數據進行分析，對這一類型題目的解題方法進行歸納.

例1 體重為80kg的李敏正在以2.5m/s的初速度從山頂的位置向下勻速下滑.通過測量得知該山坡的角度為30°，在下滑4s的時候李敏的下滑路程為64m.求李敏在下滑過程中所受到的阻力.

解析 這一經典力學題目中，學生需要結合生活經驗來對李敏的滑雪過程進行分析，通過畫出受力分析圖來分析他在滑雪過程當中的受力情況，然后根據受力平衡的條件找到與阻力相平衡的力，并根據合力公式來對阻力進行求解.

圖1為李敏從山頂向下滑雪過程中的受力分析圖.由于李敏保持勻速下滑的狀態，因此受力平衡.由該圖可以得到F合=mgsin30°－Ff=ma.

在該公式當中，為了得到Ff的數值，就要先得到加速度的數值.該數值可以根據題目當中運動學的條件、結合位移公式來求解.得到a的數值之后，就可以代入到合力公式當中對Ff的值進行求解.

2 應用類比推理法，明確解題方法

在學科知識遷移應用的背景下，很多高中物理題目都會涉及其他學科的內容，這導致題目的復雜程度進一步提高.在解答的時候，學生需要從多個層面做好綜合考慮，結合多學科的知識點來理解題意，找到適合的解題方法和解題切入點.在面對這些題目的時候，很多學生難以在有限的時間內找到合適的方法.因此，教師可以引導學生通過類比推理的形式來尋找解題思路.要求學生將那些在解題方法或者考查知識點等方面有一定相似度的問題進行類比，找到它們的共同點和異同點，進而找到正確的方向[3].

對于那些容易混淆的題目，也可以通過類比推理的方式來對解題方法進行辨析.在這樣的情況下，學生在遇到類似問題的時候就可以快速解答，還可以避免常規的錯誤和問題.

很多物理題目會給出很多已知條件，或者題干本身比較長，如果只是按照題目所提供的思路進行解題的話難度比較大.而如果將解題思路進行轉化，從新的角度來對題目考察的內容進行審視的話，學生就容易找到解題方法.在面對這類問題的時候，學生就可以使用類比推理的形式，對兩種不同的問題進行類比，思考二者是否可以相互轉化，然后通過更為直接和更為簡單的方法來進行解題.比如在面對一些運動類問題的時候，學生可以先根據題干要求畫出運動對象行進路線圖，在這個基礎上使用類比推理法來進行轉化，使其成為光的折射問題，從光學的角度來進行解答.

例2 在湖邊停放著一艘小船，小船的繩索被無意解開，在這之后船開始隨風向湖中央的位置飄蕩.已知船運動的方向與湖岸之間的夾角為15°，運動速度為2km/h.在管理人員發現船跑之后開始從原本小船停放的位置追趕.為了在更短的時間內追上小船，管理人員會先沿著湖岸跑，速度為5 km/h，然后找到合適的位置跳入水中游向小船，速度為3 km/h.求在這樣的情況下該管理人員是否能成功追到小船.

解析 這一題目中，學生會發現如果直接按照運動學知識來進行求解比較抽象，難度也比較大.該問題的本質是“最短時間”，這可以與“光的折射”類比.基于該思路，可以畫出如圖2所示的運動路線圖.

在該圖中，人和小船都是從O點位置出發，船沿著OP方向前進，人則沿著OA方向奔跑，在這之后找到合適的點A跳入水中，沿著直線方向游到小船所在的位置B點.

假定在該情況下管理者可以在最短的時間內追上小船，那么該圖符合光的折射規律，可以得到sin90°/sinγ=5/3.由此可以得到角α的度數.

在這樣的情況下，如果在小船到達B點之前管理人員就已經追上小船.通過求解和對比該速度就可以判斷是否能夠追上.

3 應用演繹推理法，培養良好思維

對物理問題進行解答的過程中離不開良好思維的支持.在形成良好思維習慣之后，學生在面對各類物理題目的時候就可以更為從容，在對題干進行分析之后進行演繹推理，從而找到適合的解題方法[4].

演繹推理是一種常用的方法，在學生成功解題方面發揮了重要的作用.這種方法的特點是從簡單的內容入手，逐步過渡到復雜的內容；從易于理解的地方出發，逐步向復雜抽象的部分進行推理.演繹推理的對象通常都具有特殊的屬性，基于這些屬性來進行推理可以得到必要的結論，且這些結論是合理和可靠的.在養成演繹推理習慣之后，學生在面對物理題目的時候就可以找到思維的著力點，沿著正確的方法來對題目的條件進行分析，最終得到正確的結論.

在面對電力學問題的時候，學生就可以通過演繹推理的形式來對相關問題進行分析，使問題的解決更加有條理、表現出更強的邏輯性.在應用這種推理方法的時候，學生通常需要相應的物理學公式或者定理來作為輔助，通過公式的延伸、拓展來解答題目，這不僅可以提高解題效率，還可以使他們加深對所學內容的理解.長此以往，學生在面對新的物理學問題的時候也會主動嘗試通過演繹推理的形式來進行解答.比如在對電勢高低和磁場強度進行對比的題目中，題干通常會給出示意圖，要求學生讀圖找到已知條件.

例3 圖3為某靜電場中導體周圍電場分布圖.該圖中虛線代表的是等勢面，實線代表的是電場線.中間位置為導體，其中O點的位置在該導體的內部，而A，B，C三點則位于導體之外.現需要判斷這四個點的電勢高低情況和磁場強度大小情況.

解析 在解答的時候，學生可以結合電勢高低規律和磁場強度判斷方法對該圖進行演繹推理.

在靜電平衡的情況下，磁場中的電場強度為0，基于此可以判斷出O點位置場強為0.

而對于磁場中的場強，則可以根據電場線的疏密程度直接判斷，讀圖可以發現B點位置電場線的密度是最大的，因此該位置的場強也是最高的.

其次是C點，最后是A點.這三個點的場強都大于0，即都大于O點位置的場強.在對電勢高低進行判斷的時候，則要根據電勢分布規律來進行演繹推理.

根據圖3，A點和C點在同一條虛線上，二者的電勢大小相等.對于不同等勢面上的電勢，則會隨著電場線方向而降低.可以判斷B點電勢是最低的，O點電勢大小位于A，C和B之間.

4 結語

總的來說，推理法可以被細分為多種形式，本文主要介紹了幾種操作簡單、學生容易理解、使用率比較高的方法.在應用這些方法的過程中，要堅持“因題適宜”的原則.教師要引導學生在對題目的類型和特點進行分析的基礎上選擇合適的推理法，必要情況下還可以同時選用多種方法來進行解題，在快速找到題目突破口的同時節約解題時間、避免大量計算.

參考文獻：

[1]劉偉增.尋找隱含條件——掌握高中物理的解題方法[J].數理化學習（教研版），2023（03）：10-11.

[2]劉洋.解題有法 游刃有余——微元法在高中物理解題中的妙用[J].理科愛好者，2022（06）：33-35.

[3]李明珠，劉小兵，劉真玲.利用一次函數巧解高中物理“特殊”圖象問題[J].物理教學，2020，42（09）：23-25+37.

[4]趙宸宇.高中物理電路知識學習策略及解題思路分析[J].中國教育技術裝備，2017（21）：110-111+146.