談高三物理復習中的思維訓練

摘 要：高考命題的指導思想以能力測試為主導，考查學生綜合應用知識分析、解決問題的能力。在高三物理復習教學中，應從中學常用思維方法的特點出發，強化思維訓練，以進一步提高學生分析、解決問題的能力。

關鍵詞：物理教學；高三復習；思維訓練；能力培養

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1009-010X（2011）10-0050-03

高考物理科《考試大綱》中指出：“高考把能力的考核放在首要位置，要通過考核知識及其運用來鑒別考生能力的高低。”縱觀這些年的高考，命題立意重在以知識為載體考查能力，而一些重要的物理思想方法總是滲透于考題之中。因此，在高三復習階段要重視物理學科思維的培養，著力提升學生綜合應用知識解決問題的能力。現結合例題的分析，談談在復習中如何對學生加強一些常用思維方法的訓練。

一、訓練建模思維，培養學生解題的變通能力

建模思維就是對研究對象或物理過程加以科學的簡化或科學抽象，突出主要因素，忽略次要因素，形成物理意義上的模型，再用模型來分析、解決物理問題的思維方法。

近年來高考把“從實際問題中提煉出合理的物理模型”作為考查學生“綜合應用物理知識能力”的重點。千變萬化的高考試題都源于熟悉的物理模型，分析物理問題的過程，就是構建物理模型的過程。

例題1：質量為Ｍ的小車靜止于光滑的水平面上，小車上表面和圓弧軌道均光滑，如圖１所示，一個質量為m的小球以速度v0沿水平方向沖向小車，當小球返回左端脫離小車時，下列說法不正確的是：

A.小球一定沿水平方向向左做平拋運動

B.小球可能沿水平方向向左做平拋運動

C.小球可能沿水平方向向右做平拋運動

D.小球可能做自由落體運動

此題是“彈性碰撞”的變式問題，這一模型的特征是相互作用前后系統動量守恒、動能守恒，具備了這一特征的物理過程都可當做“彈性碰撞”。在分析問題的過程中，只要我們善于抓住物理過程的主要特征，將問題轉換為熟悉的物理模型，我們對物理過程和遵循的規律就有了較為清楚的認識，問題就能得到解決。在高三階段進行“建模”訓練，可提高學生的分析能力和變通應用能力，從而提高解題能力。

二、訓練圖像思維，培養學生應用數形結合解決問題的能力

物理圖像是物理概念和物理規律表達形式的一種，能直觀、形象、簡捷地展現兩個物理量間的關系及變化趨勢，清晰地表達物理過程。圖像思維就是利用圖像的物理意義分析、解決問題的一種物理思想方法，許多問題不易用定量計算解決時，常能從圖像中獲得靈感，因此圖像法在解決物理問題中廣受推崇。

例題2：如圖２所示，木塊原來靜止在光滑水平面上，一顆子彈以初速度v0水平擊穿該木塊。若子彈在木塊中受到的阻力恒定不變，那么當子彈的入射速度增大時：

A.木塊獲得的動能會變大

B.木塊獲得的動能會變小

C.子彈穿過木塊的時間變長

D.子彈穿過木塊的時間變短

解析：此題用圖像進行定性分析比較簡捷。子彈在木塊中穿行時做勻減速運動，木塊做勻加速運動，子彈初速為v01時，圖3中實線Ⅰ、Ⅱ分別表示子彈和木塊的v-t圖象，圖象中的“拐點”分別表示剛擊穿時兩者的速度，表示子彈穿過木塊所用時間，圖線Ⅰ、Ⅱ與t=0、t=t1所圍梯形面積表示兩者的相對位移（即木塊長度）；虛線Ⅲ、Ⅳ為子彈初速增大為v02后，兩者的v-t圖像，圖線Ⅲ、Ⅳ與t=0、t=t2所圍梯形面積仍表示兩者的相對位移（仍等于木塊長度）。由于前后兩個梯形面積都等于木塊的長度，圖像表明子彈初速增大后木塊獲得速度變小，即獲得的動能變小；而子彈在木塊中運動的時間t2< t1。B、D正確。

可見，如果能根據物體的運動過程畫出物理圖像，結合圖象的斜率、面積等數學手段表示的物理意義分析問題，可達到優化解題過程的效果。高考《考試說明》也明確指出考查應用數學處理物理問題的能力，在復習中訓練學生的圖像思維，可培養學生應用數形結合解決問題的能力，并能達到提高解題速度的目的。

三、訓練等效思維，培養學生解題的遷移能力

在中學物理中，合力與分力、合運動與分運動、交流電的平均值與有效值等，都體現了等效思想，如果將這種物理思想滲透到對物理過程的分析中，可使研究的問題由繁變簡、由難變易。等效思維方法的實質就是從相同效果出發，用一種或幾種簡單的物理過程來替代復雜的物理過程，以便達到簡化解題的效果。

等效法具有開拓思維、觸類旁通的作用，在高三復習中訓練學生的等效思維，不但能使問題的解決變得簡單，還能促使知識、技能、過程、方法的形成和遷移，提高學生的知識遷移能力。

四、訓練逆向思維，培養學生解題的創新能力

逆向思維是逆著常規的思維方向，將問題沿著正向思維的相反途徑由后到前、由果到因去思考，以達到降低解題難度或簡捷解題的一種方法，屬于創造性思維。許多情況下按常規思維方向解決比較繁瑣的問題，倒過來想一想往往會迎刃而解。

例題4：如圖5，三塊相同的木塊A、B、C固定在水平面上，一顆子彈以500m/s的水平速度打穿這三塊木塊后速度恰好減為零，設子彈所受阻力恒定，求它在A、B、C中運動的時間之比。

在高三復習中，有意設置需要用逆向思維才容易求解的物理情境，讓學生改變思維起點和思維方向，訓練學生的逆向思維，可大大提高學生思維的變通性，提升其思考水平和創新能力，有助于提高解題能力。

五、訓練整體、隔離結合的思維，培養學生解題的分析能力

整體法是把幾個物體視為整體進行受力分析，不考慮內部間的相互作用；隔離法是把要分析的物體從相關系統中隔離開來，只分析該物體以外的物體對它的作用，不考慮其他物體所受的作用力。當涉及的物理問題是整體與外界作用時，應用整體法；當所涉及的物理問題是物體間的作用時，應用隔離法。

例題５：如圖6，用細繩連接質量分別為m1、m2的物體，放在傾角為θ的斜面上，用平行于斜面向上的力F拉兩個物體一起向上做加速運動，斜面粗糙時中間繩的張力為T1，斜面光滑時中間繩的張力為T2，比較T1和T2的大小關系：

A.T1=T2

B.T1>T2

C.T1

D.條件不足，無法判斷。

解析：由于m1、m2加速度相同，首先可對系統應用整體思維分析，這時中間繩的張力成為系統內力。設物體與斜面間的動摩擦因數為μ，對整體應用牛頓第二定律可得：

F-（m1+m2）gsinθ-μ（m1+m2）gcosθ=（m1+m2）a

利用此式可先求出整體的加速度。題中要求比較兩物體中間繩的拉力，因此可隔離m1，對其應用牛頓第二定律得：

T-m1gsinθ-μm1gcosθ=m1a

由此式我們發現，中間繩的拉力與物體和斜面間的動摩擦因數并無關系，因此，兩種情況下“拉力Ｔ”是一樣的，選Ａ。

本著整體的思維對系統進行分析，不考慮系統內力的影響，可使解題過程簡潔明了。在高三的復習中，訓練學生將整體、隔離的物理思維有效地結合，應用于物理問題中，可以簡化解題過程，提高解題能力。

高考物理的命題，充分體現了“重能力、重過程、重方法”的理念，物理學的概念、規律是能力的載體，能力是終極目標。因此，高考前的復習應重視物理思想方法的培養，訓練學生掌握一些常用的重要的思維方法和物理模型，并在解題中靈活運用并遷移，可使學生面對高考創設的新情境能舉一反三、觸類旁通，既達到事半功倍的備考效果，又提高了學生的思維能力。