巧用“求同法”解決物理問題 啟迪學生的創新思維

思維是主觀個體認識客觀事物的心理過程，而科學的思維方法是打開一切寶庫的鑰匙。教師通過各種方式對學生進行科學的、具有創新精神的思維訓練是提高學生科學素養、適應現代化生活，形成終身學習的能力的重要途徑。

學生要學好物理，就必須正確理解、牢固掌握物理各知識點，形成理論聯系實際、學以致用、解決實際問題的能力。解析物理習題就是實現這一目標的重要環節。在解析過程中，教師通過對學生進行的聯想、類比、推理、分析、綜合等思維方法的訓練來培養學生科學的、創新的思維能力，并養成良好的思維習慣。

在各種各樣的物理問題中，從表面看可以分成不同的知識板塊，如：力、熱、電、聲、光、原子和原子核等分支。實際上，物理概念、規律等存在廣泛的“相關性”，求同類比法就是利用聯想思維，充分挖掘隱含在問題內部的各知識點之間的相關性，加強橫向思維，使物理知識形成一個牢固的、有機的、相互關聯的整體，找出它們的“共同點”，觸類旁通，建立正確的解題思路，達到舉一反三、融會貫通的教學效果。

下面僅以光學知識中“光的反射定律”以及平面鏡成像的特點——“物像相對于鏡面對稱”在力學領域中的類比應用，來體會這種既引發了學生強烈的學習興趣，又拓寬解題思路、激發靈感，獲得巧妙、簡潔的解題方法。從而啟迪學生的創新性科學思維，掌握“求同類比法”的妙處。

例1 如圖1所示，有一圓桶，桶底直徑d=0 4m，桶高h=0 45m，小球由桶邊以速度v=2m／s向桶內水平射擊，與光滑桶壁做完全彈性碰撞之后落到桶底，問球落到桶底何處?

解析 如圖1所示。若小球不被桶壁所擋，則小球做平拋運動落到C點。在被桶壁擋住的前提下，由于小球與桶壁之間發生完全彈性性碰撞，碰后速度大小不變，方向遵守光的反射定律，因此，實際軌跡AC與AB對稱，BD=CD。而OC為平拋運動的軌跡，故下落時間為t=2hg=0 3s，水平位移x=vt=0 6m，球實際落下的位置BD=CD=x-d=0 2m。

例2 甲、乙兩船在同一條河流中同時開始渡河，河寬為H，河水流速為u，劃船速度為v，出發時兩船相距233H，甲乙兩船船頭均與岸邊成60°角，且乙船恰好能垂直到達河岸的A點，如圖2所示。則甲船到達對岸的位置為A點還是距A點上、下游的某一位置?

解析 因為兩船速度相等，且與岸邊的夾角也相等，雷同于光的反射定律，而乙船恰能垂直到達對岸的A點，由平面鏡成像規律可知：A點即為乙船在對岸的像，很明顯，甲船將在A點靠岸。

例3 兩個質量均為m的物體，被一勁度系數為k的輕彈簧所連接，放在光滑的水平面上，如圖3所示。今施力于兩物體使彈簧壓縮，然后無初速的釋放，兩個物體發生振動，求物體的振動周期。

解析 題中的整個系統以及受力情況都與“物像關于鏡面對稱”雷同，所以彈簧中點(質心)始終靜止。左、右兩邊物體振動情況完全對稱，只需考慮其中一個物體在半根彈簧下的簡諧運動。設半根彈簧的勁度系數為k′，則由彈簧串聯的規律知：k′=2k，則物體振動的周期為

例4 如圖4所示。A處有一配電房，B處有一座新建的樓房，現要從配電房拉電線到河邊裝一路燈后再到B處裝一盞路燈，河邊的路燈裝在何處時所用的電線最短?

解析 由題目要求的線路最短聯想到光程最短的原理。因為A、B在同一界面，所以遵從光的反射定律。利用類比分析可以確定路燈的具體位置：作A點相對于河岸的對稱點A′，連接A′B與河岸的交點C就是要求的位置。

要啟迪學生的創新科學思維方式，教師應鼓勵學生大膽想象，勤于思考，勇于創新，讓學生自覺地培養自身的創新能力。在利用“求同類比法”的同時，教師必須給學生指出：“求同”還須“存異”，這樣才能正確把握不同知識點的區別，挖掘更深層次的東西，達到更準確、深入理解物理知識的目的，讓學生的思路變得越來越寬廣。

(欄目編輯 王柏廬)

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