巧用逆向思維解析初中物理問題

史鋒存

【摘要】逆向思維是一種常見的創新思維方式，通過反向思考問題可以產生新的思路和方法．在初中物理學習中，逆向思維的應用可以幫助學生更好地理解物理概念和規律，提高解題能力．本文先介紹逆向思維的概念和特點，然后以案例的形式介紹逆向思維在處理初中物理問題中的應用，希望能幫助學生拓展解題思維，提升核心素養.

【關鍵詞】初中物理；逆向思維；解題技巧

1? 逆向思維的概念與特點

逆向思維是一種非常重要的解決問題的方式，它指的是通過從反方向思考問題，以尋找解決問題的新方法、新思路的一種思維方式．在中學物理解題中被廣泛應用．

首先，逆向思維具有獨特性．它不同于傳統的正向思維，而是從相反的方向出發，思考問題的可能性．這種思維方式能夠打破以往的常規思維，跳出思維定式，發現新的解決方案．其次，逆向思維具有批判性．它不僅是對問題的重新審視，更是對現有解決方案的質疑和挑戰．通過批判性思考，能夠發現現有解決方案的不足之處，從而找到更好的解決方案．

逆向思維的特點主要包括以下幾個方面：第一，具有反常性．逆向思維常常會打破舊常規，從反方向思考問題，這種反常性往往能夠帶來新的思路和想法.第二，具有創新性．逆向思維常常能夠發現新的解決方案，它能夠打破傳統的思維模式，提出新的觀點和想法，從而推動創新和進步.第三，具有實踐性．逆向思維不僅僅是一種理論上的思考方式，它更是一種可以應用于實踐的思維方式．通過實踐檢驗，逆向思維能夠發現更好的解決方案，提高解決問題的效率.第四，具有挑戰性．逆向思維需要對現有解決方案進行質疑和挑戰，這種挑戰性能夠激發人們的探索精神，推動人們不斷探索新的解決方案．

在實踐中，逆向思維的應用范圍非常廣泛．例如，在產品設計領域中，設計師可以通過逆向思維分析競爭對手的產品，找到其不足之處，從而設計出更好的產品．而在中學物理解題中，運用逆向思維，可以從題目想要的結果入手，反推到題設條件．

2? 逆向思維在處理初中物理問題中的應用

例1? 請根據光路的規律及光路的可逆性，補充完整圖1和圖2中各光路圖．

解析? 根據平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后通過焦點，通過焦點的光線經凸透鏡折射后平行于主光軸，分別作出對應的入射光線，如圖3所示．

根據平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后折射光線的反向延長線通過焦點，指向另一側焦點的光線經凹透鏡折射后折射光線平行于主光軸，分別作出對應的入射光線，如圖4所示．

點評? 根據折射光線及其特點出發，結合折射規律，逆向思考，可以完成光路圖．

例2? 某同學自制電子秤的原理圖如圖5所示，電源電壓為12V，R0是阻值為10Ω的定值電阻，壓力表為0～15V的電壓表，R是壓敏電阻，其阻值與所受壓力大小關系如表1．（已知直桿AB∶OB=2∶1）

（1）求該電路中的最小電流是? ??A（忽略踏板、直桿ABO以及壓桿的重力）；

（2）若壓桿對R的壓力為200N，當踏板上的壓力增大時，壓力表的示數如何變化？

（3）當電壓表的示數為8V時，踏板上物體的重力為多大？

解析? （1）由數據表知，當壓力為0時，電阻最大，此時電路中的電流最小為

Imin=UR總=URmax+R0=12V30Ω+10Ω=0.3A．

（2）分析表格中數據知，當踏板上的壓力增大時，R的阻值減小，電源電壓為12V不變，由串聯電路分壓原理知，R0兩端的電壓增大，壓力表的示數變大．

（3）當電壓表的示數為8V時，電路中的電流為

I=U0R0=8V10Ω=0.8A，

由串聯電路電壓規律知，R兩端的電壓為

UR=U－U0=12V－8V=4V，

由歐姆定律知，此時R的阻值為

R′=URI=4V0.8A=5Ω，

分析數據表知，每當壓力增大50N，電阻減小3Ω，當R的阻值為5Ω時，

則有R′=30Ω－350F′=5Ω，

化簡可知，此時的壓力為F′=12503N，

由題知，AB∶OB=2∶1，

由杠桿平衡條件得F′·OA=G·OB，

物體的重力為G=OAOBF′=2+11×12503N=1250N．

點評? 從已知的物理規律和公式，從結論向條件反向推導，得出求解問題的思路和方法．本題中，通過壓力與電阻關聯，電阻與電壓關聯，最終通過電壓反映出了壓力．可從給出的電壓值反推到電阻值，進而得到壓力的值．是逆向思維的巧妙應用．

例3? 某燒杯中裝滿水后的總質量為450g，放入一合金塊后溢出了一部分水，這時總質量為600g，然后再取出合金塊，燒杯和水的總質量為400g，求合金的密度ρ．

解析? 將合金放入杯中后溢出水的質量為

m溢=450g－400g=50g，

因水的密度ρ水=1.0g/cm3，

溢出水的體積：V溢=m溢ρ水=50cm3，

所以合金塊的體積：V =50cm3；

而合金塊的質量：m = 600g-400g = 200g，

合金塊的密度：ρ=mV=4g/cm3．

點評? 本題屬于逆向思維在密度計算題中的運用．要求合金塊的密度，需要知道合金的體積和質量，但題目中并沒有直接給出合金的體積和質量，這就需要運用逆向思維進行思考，從放入合金前后水和杯的質量變化以及水的體積變化來求解合金的質量和體積．

3? 結語

逆向思維是一種重要的思維方式，在初中物理學習中具有廣泛的應用．通過逆向分析法、反向推導法、反證法等方法，可以幫助學生更好地理解物理概念和規律，提高解題能力．在實際教學中，教師應當注重培養學生的逆向思維能力，引導學生從不同角度思考問題，增強他們的創新意識和實踐能力．

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