假設法在高中物理教學中的應用

朱靜

【摘 要】假設法是用科學原理為基礎，對未知的問題進行合理的猜測，并通過實驗來驗證猜測是否正確合理，它是一種重要的研究方法，在物理教學的過程中也得到了廣泛有效的應用。在高中物理教學的過程中運用假設法，有利于我們忽略一些次要的干擾因素，直接抓住問題的本質，讓抽象的概念變得簡單明了，大大提高了老師的教學效率，同時也提高了學生們的動手能力和創新能力，并且有助于他們邏輯思維能力的形成，為學生今后更加深入的進行系統物理知識的學習奠定了良好的基礎。在此，本文就假設法在物理教學中的應用做一下簡單的舉例介紹。

【關鍵詞】彈力;摩擦力;理想化假設

假設法在高中物理教學應用特別多，本文將從運用假設法判斷彈力的有無;運用假設法判斷靜摩擦力的方向;理想化假設三個方面，對假設法在高中物理中的運用做一個初步的探索。

一、判斷彈力的有無

兩個物體接觸因為反抗物體而有形變，這就是所謂的彈力，有時候要觀察的物體因為體積比較小，發生形變也不好肉眼來觀察判斷，面對這樣的難題，老師可以采用假設的方法來驗證這個小物體是否存在彈力。首先我們先預設彈力的存在，然后再以假設的條件出發，通過實驗來驗證物體運動是否符合客觀的物理規律，與實際的物體運動是否一致，結合幾點綜合判斷彈力是否存在。比如，將一顆一端系著細線的小球放在斜面上，細線處于垂直的狀態。為了判斷小球與斜面之間是否存在彈力，我們可以假設它們之間的彈力是存在的，那么這樣的話斜面對小球產生一個向斜上方的推動力，這個推力必定會讓小球偏離豎直的方向，拴住小球的線也會不與水平面處于垂直的狀態。但是實際實驗中，拴著小球的細線是處于自然垂直的狀態，也就說明了小球并沒有偏離豎直的方向，也就沒有收到來自斜面的推力了，那么小球有彈力的這個假設也就不成立了。

二、摩擦力的判斷

摩擦力的判斷一直是高中物理教學的重難點，尤其是靜摩擦力的判斷。其主要原因是學生沒法準確判斷兩個物體之間是否有相對運動的趨勢，這是判斷是否有靜摩擦力的重要條件。但是如果我們借助假設法，就可以非常容易的判斷相對運動的趨勢，從而判斷靜摩擦力的有無，如下例所示：

靜摩擦力只有在接觸面粗糙，兩個物體之間存在正壓力并且有相對運動的趨勢時才會產生，但是在實際的實驗中，由于物體之間的相對運動趨勢有時候并不是很顯而易見，我們不好準確判斷靜摩擦力是否存在。在教學的過程中遇到這樣的難題時，教師就可以采用假設法來幫助學生正確的判斷，用反向的思維方式來解決這一問題。我們假設這兩個相互接觸的物體表面是光滑的，沒有摩擦力的存在，如果這樣，當兩個相互接觸的物體出現相對運動趨勢時，就會按照原定的軌道運動起來，這種情況下可以判斷摩擦力是存在的;反之，如果兩個物體之間沒有出現相對運動的趨勢，他們之間仍然保持相對靜止的狀態，則此時不存在靜摩擦力。

除此之外，如果兩個物體之間存在摩擦力，我們還可以用相對的運動趨勢來判斷摩擦力的方向。比如，我們將物體放在一個水平的傳送帶上面，物體與傳送帶都保持相對靜止的狀態，教師可以通過假設法對可能出現的與運動情況進行檢驗，以此來判斷物體與傳送帶之間是否存在靜摩擦力。

1.假設傳送帶運動時，物體與傳送帶之間不存在靜摩擦力。這種情況下物體只受相同大小的支持力和重力作用，當傳送帶運動時，物體因為慣性的原因會保持原來勻速運動的狀態，這時候物體與傳送帶之間已經出現相對滑動的狀態，不是靜止的，那么此時物體與傳送帶之間存在靜摩擦力，這個假設就是不成立的。

2.假設物體勻速運動時，物體與傳送帶之間存在靜摩擦力，且是水平方向的力。運動時物體與傳送帶之間呈現相對運動的趨勢則表示有靜摩擦力的產生，但是物體與傳送帶之間不可能存在同步的勻速運動，因此它們之間不存在靜摩擦力，也不受摩擦力的作用。

3.假設傳送帶在做減速運動時，物體與傳送帶之間不存在靜摩擦力。如果兩者之間沒有靜摩擦力存在，那么物體會一直保持原來的運動狀態，與傳送帶呈相對運動。但實際的實驗結果表明，物體是隨著傳送帶的減速而表現出減速運動的狀態，沒有保持原有的運動狀態，因此物體此時受到了反方向的靜摩擦力的作用。

三、理想化假設法

所謂的理想化假設是放大問題的本質，忽略各種干擾因素，讓學生更加清楚明了地去理解課本中的物理知識，極大地提高了高中物理的教學效率。理想化假設是假設法中的一中具體應用方式，細分為理想化模型和理想化實驗兩種。理想化模型是將物體進行科學合理的抽象，簡化物理研究的過程，在我們的質點、單擺、光線、均勻介質、勻速直線運動、自由落體運動這些物理教學中都可以運用;而理想化實驗是通過實驗來驗證假設是否正確合理，理想化實驗最具代表性的莫過于伽利略的理想斜面實驗、驗證機械能守恒定律實驗等。

總之，教師在教學中合理應用假設法，可以讓學生更易于理解和接受，化難為易，變復雜為簡單，從而提高課堂教學效率。