擺脫思維定勢拓展高中生物理解題空間

【摘要】思維定勢即為受先前活動影響產(chǎn)生的一種慣性心理或者心理傾向，在環(huán)境不發(fā)生變化的情況下，人們可以根據(jù)以往的經(jīng)驗和方法快速解決問題，不過如果環(huán)境有變化時，則會妨礙對新方法的使用.在高中物理解題教學(xué)中，教師需引領(lǐng)學(xué)生擺脫思維定勢，拓展他們的解題空間.本文據(jù)此展開深入探討，并分享一系列實例解析.

【關(guān)鍵詞】思維定勢；高中物理；解題方法

高中物理習(xí)題創(chuàng)設(shè)的情境復(fù)雜多變，部分習(xí)題采用常規(guī)思路雖能得出正確答案，但是需列出較多的物理方程，花費大量的時間，而且在運算過程中具有較高的出錯概率.為提高高中學(xué)生解答物理試題的效率，高中物理教師需注重對他們思維方面的引導(dǎo)和培養(yǎng)，啟發(fā)學(xué)生擺脫思維定勢，使其以靈活的頭腦來分析物理試題，開闊他們的解題思路，提升解題能力.

1 擺脫思維定勢利用排除法解題

選擇題是高中物理的重要題型，該類習(xí)題只需要選出正確的答案，而不關(guān)注解題過程，比較靈活，無論運用何種方法求出正確答案是最終目標(biāo).在進(jìn)行該類習(xí)題講解時，教師既要注重為學(xué)生傳授通法通解，又要注重針對性引導(dǎo)，使學(xué)生能夠具體問題具體分析，擺脫思維定勢，讓他們靈活運用排除法解題，可從題干或選項入手展開推理，看是否找到矛盾所在［1］.

例1 在圖1中，有兩個寬度都是d的長條形區(qū)域，長度足夠長，磁感應(yīng)強度都是B，不過方向相反，總電阻是R，還有一個等邊三角形金屬框，邊長是433d，其中AB邊與該勻強磁場的邊界相平行，讓該金屬框在圖示位置中沿著和AB邊垂直的方向往右進(jìn)行勻速直線運動，設(shè)逆時針方向的電流是正極，以金屬框C點剛剛來到磁場進(jìn)行計時，在圖2中表示金屬框內(nèi)出現(xiàn)感應(yīng)電流隨著時間發(fā)生變化正確圖象為（ ）

（A） （B）

（C） （D）

分析 解答這一題目時可根據(jù)題目創(chuàng)設(shè)的情境及時識別出錯誤選項，擺脫思維定勢，必要情況下可多次使用排除法，最終找到正確選項.

詳解 在圖象中，感應(yīng)電流隨著時間發(fā)生變化的線條和橫軸之間的面積就是電荷量，而且第一象限為正，第四象限為負(fù)，

當(dāng)這個金屬框由剛進(jìn)入至離開磁場，電荷量是q=It=ERt=φt—φ0Rt=0，

那么上述描述的面積為0，

由此判定（B）（C）兩項錯誤，

當(dāng)該金屬框最終脫離磁場時，切割磁感線有效長度慢慢變大，出現(xiàn)的感應(yīng)電流隨之變大，（D）選項也錯誤，

所以正確答案是選項（A）.

2 擺脫思維定勢采用特例法解題

高中物理部分習(xí)題涉及的物體運動過程較多，逐步進(jìn)行分析難度較大，不少學(xué)生解答該類題型往往半途而廢，這就要求他們針對不同題型采取針對性的解題思路，及時擺脫思維定勢.高中物理教師可指導(dǎo)學(xué)生采用特例法解題，圍繞物體運動的特殊位置，通常選擇物體“剛好”達(dá)到某一狀態(tài)，或物體運動時特殊的參數(shù)值等，以此當(dāng)作切入點，從而讓他們順利解題［2］.

例2 將一個彈簧秤放到水平桌面上，輕彈簧上端相接的秤盤是Q，秤盤上放有質(zhì)量為10.5kg的物品P，其中秤盤質(zhì)量m=1.5kg，如果彈簧質(zhì)量忽略不計，勁度系數(shù)800N/m，系統(tǒng)處于靜止，現(xiàn)在給P施加一個方向豎直向上的力，使它從靜止開始向上做勻加速運動，已知在前0.2s時間內(nèi)，F(xiàn)是變力，0.2s以后，F(xiàn)是恒力，請分別求出F的最大值和最小值.

分析 本題難度較大，原因是P和Q在分開狀態(tài)下均處于加速狀態(tài)，結(jié)合題目信息可知Q對P的支持力為變力，向上的力F和重力為恒力，在0.2s時刻兩個物體開始出現(xiàn)分離，也就是臨界點，以此為切入口擺脫思維定勢采用特例法求解.

詳解 當(dāng)彈簧靜止被壓縮時，

Δx=mgk=（10.5+1.5）×10800m=0.15m，

在前0.2s內(nèi)，

a=2st2m/s2=2×0.150.22=7.5m/s2，

因為F+F1－mg=ma，

這時F1最大，F(xiàn)最小=ma=78.75N;

0.2s以后，F(xiàn)是恒力，則簧已經(jīng)恢復(fù)至原長，

故F－mg=ma，

則F最大，且F最大=183.75N.

3 擺脫思維定勢采用圖象法解題

高中物理很多知識點與圖象有著緊密的聯(lián)系，尤其在運動學(xué)相關(guān)習(xí)題中，圖象是解題的重要工具，有助于學(xué)生更好地理解物體的運動過程，教師應(yīng)指引他們根據(jù)實際情況擺脫思維定勢，采用圖象法解題，使其基于數(shù)學(xué)角度分析物理與數(shù)學(xué)之間的關(guān)系，明確圖象與計算公式之間的內(nèi)在聯(lián)系，讓學(xué)生體會圖象法解題的簡便性，增強他們運用圖象法解題的自覺性［3］.

例3 在“飛椅”項目中，轉(zhuǎn)盤上固定鋼索的一端，另外一端同座椅相連接，轉(zhuǎn)盤圍繞中心軸轉(zhuǎn)動，在圖3中，d表示轉(zhuǎn)盤半徑，ω表示轉(zhuǎn)動角速度，鋼索和豎直方向的夾角為θ，如果鋼索重力忽視不計，則座椅轉(zhuǎn)動時角速度ω是多大？

分析 先是根據(jù)題意設(shè)轉(zhuǎn)動時座椅和轉(zhuǎn)軸之間的距離為D，再擺脫代數(shù)計算的思維定勢，然后采用圖象法準(zhǔn)確還原問題情境，最后借助數(shù)形結(jié)合思想解答題目.

詳解 先根據(jù)已知條件求出轉(zhuǎn)椅轉(zhuǎn)動時的向心力，

即為F=mgtanθ=mDω2，

所以座椅轉(zhuǎn)動時角速度ω=gtanθd＋lsinθ.

4 擺脫思維定勢應(yīng)用極限法解題

極限是一種考慮問題的重要思維，一些看似難度較大的問題，采用極限思維進(jìn)行極端思考，部分規(guī)律就能很好地顯現(xiàn)出來，運用極限法解答物理習(xí)題能讓學(xué)生少走彎路，提升他們的解題效率.高中物理教師需多講解一些極限思維相關(guān)理論，圍繞具體物理知識分析一些物理參數(shù)在極限情境下的規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生擺脫思維定勢，促使他們學(xué)會應(yīng)用極限思維法解題.

例4 在圖4中，有個勻強磁場，磁感應(yīng)強度是B，該磁場內(nèi)存在理想邊界，現(xiàn)在用一拉力把一個矩形線圈由這個存在邊界的磁場中勻速取出，假如其它環(huán)境保持不變，那么下列說法錯誤的是（ ）

（A）如果速度越快，拉力需做越多的功.

（B）如果矩形線圈的邊長L1越長，拉力需做越多的功.

（C）如果矩形線圈的邊長L2越長，拉力需做越多的功.

（D）如果這個矩形線圈的電阻越大，拉力需做越多的功.

分析 處理本題時需擺脫思維定勢應(yīng)用極限法，根據(jù)不同選項選擇適當(dāng)?shù)臉O限量，以此展開對各個選項的說法進(jìn)行研究，找到正確答案.

詳解 在（A）選項中，假如線圈的移動速度十分小，趨向0，結(jié)合公式E=BLv確定在線圈里面出現(xiàn)的感應(yīng)電動勢同樣趨向0，安培力、拉力做的功同樣接近于0，所以（A）正確；

在（B）選項中，假如線圈的邊長L1十分小趨向0，則線圈里面出現(xiàn)的感應(yīng)電動勢就趨向0，拉力做的功也接近于0，故（B）也正確；

在（C）選項中，假如線圈邊長L2非常小接近于0，結(jié)合功的定義式可知W=FL2，（C）同樣正確；

在（D）選項中，假如線圈電阻十分大，趨向無限大，那么線圈里面出現(xiàn)的感應(yīng)電流趨向0，受到的安培力和力均趨向0，故（D）不正確；

綜合起來答案為選項（D）.

5 結(jié)語

在高中物理解題活動中，要讓學(xué)生擺脫思維定勢走出復(fù)雜的習(xí)題情境，深入理解試題本質(zhì)，教師可結(jié)合相關(guān)理論講解與例題解題思路的分析，促使他們掌握新的解題思維，使其根據(jù)實際情況及時擺脫思維定勢，尋找正確高效的解題方法.

參考文獻(xiàn)：

［1］葉少斌.高中物理解題的定勢思維和對策探討［J］.中學(xué)理科園地，2022，18（01）： 37-38+47.

［2］許新洲.如何走出高中物理解題定勢思維困境［J］.數(shù)理化解題研究， 2021（24）：72-73.

［3］龍輝.高中物理解題的定勢思維和對策探討［J］.才智，2020（05）：198.