談立民
(江蘇省宜興市丁蜀高級中學 214221)
高中物理是一門理科類的重點、難點課程,具有知識點多、知識交叉性強、解題方法靈活等特征.為了切實提高高中物理學習質量和學習效率,掌握高中物理常用的解題思路和方法技巧十分必要.下面就結合具體實例來談一談高中物理常用的解題思路和方法技巧.
逆向性思維,是一種與傳統的思維方式相反的思維方式.這種解題思路在高中物理習題解答中具有很強的典型性,對于一些用常規思路難以推敲清楚的題目,逆向性思維往往能夠起到較好的作用,逆向性思維主要適用于從不同角度、相反思維立場來探究和解決問題,類似于高中數學涉及到的“反證法”.下面以一個典型的物理習題對逆向思路解題進行探究.
如圖1所示,固定斜面上存在兩個物體A和B,A和B的質量不等.它們以相同的加速度a緊貼斜面下滑.已知物體A和B與斜面的動摩擦因數均為μ,且μ 分析這個題目,如果按照常規的思路來解答它,學生往往會感覺到“沒有突破口”,無從下手.在這種情況下,我們則可以考慮使用逆向思路來思考這個題目.我們先假設A和B兩個物體之間存在彈力作用,同時設這個彈力的大小為F.這個題目告訴了我們物體A和B具有相同的加速度a,我們可以考慮以這個相同的加速度作為突破口來進行分析. 逐個來對物體進行分析,首先我們將物體A作為研究對象,對物體A進行受力分析,物體A一共受到四個力的作用,其分別是豎直向下的重力,垂直于斜面向上的支持力,平行于斜面向上的摩擦力,以及物體B給予它的彈力.對物體A所受的力進行作圖分析,如圖2所示. 這個時候,根據牛頓第二定律,對物體A受到的力列出等式進行分析,我們得到如下幾個等式. mAgsinθ+F-fA=mAaA;mAgsinθ+F-μmAgcosθ=mAaA 計算得到物體A的加速度aA=(sinθ-μcosθ)g+F/mA 同樣的,我們以物體B作為研究對象,根據牛頓第二定律列出等式:mBgsinθ+F-fB=mBaB mBgsinθ+F-μmBgcosθ=mBaB 計算得到物體B的加速度aB=(sinθ-μcosθ)g-F/mB 題目明確告訴了物體A和B的質量不等,計算得到的物體A和B的加速度顯然也是不等的,這與題目給定的條件“物體A和B具有相同的加速度”是矛盾的.所以,物體A和B之間不存在彈力. 高中物理題目千變萬化,這要求學生來解題時努力發散思維,全方位、多角度地思考問題.發散性思維在物理習題解答過程中常表現為“一題多解”,學生應當“擇善而從”,選擇最優、最快的方法解答題目.這里以一個典型的題目進行介紹. 對一個物體做豎直上拋運動,忽略空氣阻力.當這個物體經過距離拋出點正上方0.4m時,其速度為3m/s.當物體經過距離拋出點正下方0.4m時,求物體此時的速度.(取g=10m/s2) 這是一個典型的發散思維的題目,這里選取兩種最為經典的思路來分析這個題目. 兩種方法進行對比,明顯第二種方法更加簡便,思路也十分清晰.不過大多數學生在解題時想到的是第一種解法,這需要教師在教學過程中不斷向學生滲透“發散思維”,引導學生仔細分析題目,舉一反三,在時間充足的情況下盡可能嘗試一題多解,以便開拓思維. 許多學生在解題過程中往往犯了一些“鉆牛角尖”的錯誤,其過于注重對于習題中某一個物理量的分析而忽略了對整體的考慮,這往往導致學生花費了大量時間卻難以得到正確答案.為此,教師應當有目的性地向學生灌輸整體性思維在物理解題中的應用.下面以一個習題為例進行分析. 如圖3所示,用一個輕繩將兩個小球a和b串聯在一起.現在對小球a施加一個向下偏左30°的力,與此同時,向小球b施加一個向上偏右30°的力,兩個力相等且均為恒力.最后兩個小球處于平衡狀態.請選擇平衡狀態的圖4. 圖3 圖4 分析這個題目,如果我們采用常規的思路來解題,則要分別對a、b兩個小球進行受力分析,這種解法較為復雜且增加了題目的難度,許多學生在分析a和b小球的受力中容易漏掉某些力或者把某些力的方向搞混淆,不容易得到正確答案.對于這種題目,不妨考慮采用整體性思維來進行分析.我們將小球a和b看做是一個整體,對這個整體進行受力分析. 繩子上兩端的拉力大小相等,方向相反,可以將其抵消.那么,整體便只受到豎直向下的重力,重力大小為Ga+Gb.同時,由題設條件,系統最終處于平衡狀態,繩子對系統的拉力應當是和系統的重力保持平衡的,即繩拉力的方向為豎直向上,得到正確答案選A.其實在很多時候,運用整體性思維來解題都能夠很便捷、快速地得到正確答案.教師應當幫助學生建立起這樣一種意識,當逐個分析對象比較復雜或難以得到正確答案時,應當考慮采用整體性思維來解題. 參考文獻: [1]吳澤亮.淺析高中物理受力分析在運動學中的運用技巧[J].數理化解題研究,2015(3):54 -55. [2]陳鉅文.高中物理力學題解題方法研究與應用[J].教育科學:全文版,2016(12):00160 -00160.
二、發散性思維


三、整體性思維
