關于物理解題思想的思考與探究

楊志宏

【摘 要】物理學是一門揭示物理現象，研究物體運動一般規律的學科，涉及力、熱、電、光、原五部分，題型較多。要提高解答物理問題的速度，掌握正確的解題思想至關重要。物理解題思想的核心是建立各種模型，弄清各種模型所涉及的物理現象、所遵循的自然規律，并由此確立題型歸屬，尋找解題思路、步驟和方法。

【關鍵詞】物理 解題思想 思考與研究

所謂物理解題思想就是在解決物理問題時，從物理知識的構成要素及其屬性、特征和內在聯系出發，分析問題涉及的對象、條件、狀態和過程，遵循物理解題思維過程的規律和最基本的思維方法，尋找問題化解的通用思考路徑和相關的公式選擇規則，避免在物理解題中走彎路，提高解題準確性和快捷性。在物理學習中，下列解題思想值得重視。

一、整體與隔離思想

在物理解題中，整體或隔離考慮問題是一種基本的思維方式，特別是對于力學中物體平衡、運動定律方面的習題，往往要采取先整體后隔離的方法，先忽略內部的相互作用，僅對整體與外界的力的關系進行分析，獲知習題中的隱含條件，得出相關等量關系或合力關系。再隔離其中的某一物體，可以很方便地獲取正確結論。例1：如圖所示，質量均為m的兩木塊a與b疊放在水平面上，a受到斜向上與水平成θ角的力作用，b受到斜向下與水平成θ角的力作用，兩力大小均為F，兩木塊保持靜止狀態，則：①b與地面之間一定存在靜摩擦力。②a，b之間一定存在靜摩擦力。③地面對b的支持力一定大于2mg。④b對a的支持力一定小于mg。對于①、③兩選項通過整體考慮?？芍獌蓚€F的合力為零，故均為錯。而對②、④選項隔離木塊a，根據力的合成與分解判定均為正確。

二、歸類與轉化思想

在思考物理問題時，相關問題彼此間的歸類和轉化很重要。我們可以根據常見題型或物理模型，將所接觸的習題分門別類，明確其屬性、一般解題方法和技巧，通過靈活的轉化，尋找切入點，把握住解題的命脈。例2：如圖所示，在O點處固定一正電荷，在過O點的豎直平面內的A點，自由釋放一個帶正電的小球，小球的質量為m、電荷量為q，小球下落的軌跡如圖中虛線所示，它與以O為圓心、R為半徑的圓相交于B、C兩點，O、C在同一水平線上，∠BOC=30°，A距離OC的豎直高度為h，若小球通過B點的速度為v，求：小球通過C點的速度，小球由A到C電場力做功，小球由A到C機械能的損失。此題看似一道電學題，實質在明確圖中B、C兩點電勢相等，小球從B到C電場力不做功后，就可以轉化為關于機械能變化與電場力做功關系的問題，應用動能定理，便可以是問題有效解決。

三、代換與推理思想

有些物理問題，如果完全按著基本概念和原理去運算，不僅步驟繁瑣，過程絮長，而且容易出現錯誤。而采取代換與推理的方式，抓住不變的物理量和同一物理過程中各方面相同的物理量，將新的問題與熟知的物理模型進行等效處理，往往能夠化繁為簡，化難為易，切實提高解題速度。例3：一個物塊從斜面底端沖上足夠長的斜面后返回到斜面底端，已知小物塊初動能為E，它返回斜面底端速度大小為v，克服摩擦阻力做功為E/2。若小物塊沖上斜面的初動能變為2E，那么其返回斜面底端時動能、速度和克服阻力做的功是多少？對于這一問題，我們可以將2E代換為E′，由題意推理知，其返回斜面底端時克服阻力做的功是E′/2，即為E，返回斜面底端時動能也為E，再由題中條件E=mv2，知返回斜面底端時速度v′滿足m v′2=2 mv2，即v′=v。

四、最優化思想

許多物理習題都存在一題多解的現象，在諸多解法中，總有一種是最簡便。因此，我們應從不同的角度、不同的思路，用不同的方法和不同的運算過程去分析、解答同一物理問題，求得最優的解題途徑。例4：冰壺比賽是在水平冰面上進行的體育項目，比賽場地示意如圖。比賽時，運動員從起滑架處推著冰壺出發，在投擲線AB處放手讓冰壺以一定的速度滑出，使冰壺的停止位置盡量靠近圓心O。為使冰壺滑行得更遠，運動員可以用毛刷擦冰壺運行前方的冰面，使冰壺與冰面間的動摩擦因數減小。設冰壺與冰面間的動摩擦因數為μ1=0.008，用毛刷擦冰面后動摩擦因數減少至μ2=0.004。在某次比賽中，運動員使冰壺C在投擲線中點處以2m/s的速度沿虛線滑出。為使冰壺C能夠沿虛線恰好到達圓心O點，運動員用毛刷擦冰面的長度應為多少？對于此題，我們可以用牛頓第二定律、動能定理與功和能的關系等不同方法解決，但比較我們會發現：動能定理在思考與運算方面具有明顯的優勢。

解題能力是物理思維能力的重要表現形式，對物理解題思想的思考與研究，是提高物理解題能力的重要手段。只有掌握正確的解題思想，才能使自己依據已知信息與要求解的問題之間的聯系，理清資料所描述的物理量之間的關系，在解題過程中創造性地運用知識的縱橫聯系，脈絡清晰、思路順暢，不落俗套、不拘一格，解答物理習題事半功倍。

【參考文獻】

[1]邵曉明. 分類討論思想在物理解題中的應用. 物理教學探討，2006（23）.

[2]徐放. 關于物理力學問題的解題思路. 數理化教學，2010（15）.