高中物理思維分析的學(xué)習(xí)策略探究

賴賢明

【內(nèi)容摘要】學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的過程就是利用復(fù)雜抽象的思維去認(rèn)識事物本質(zhì)及規(guī)律的過程，學(xué)生的物理思維活動主要體現(xiàn)在物理抽象思維、物理形象思維及物理直覺思維三個方面，因此，把握物理思維分析的學(xué)習(xí)策略是學(xué)好物理的關(guān)鍵。

【關(guān)鍵詞】高中物理 思維分析 學(xué)習(xí)策略

一、假設(shè)思維策略

在學(xué)習(xí)高中物理的過程中還需要用到假設(shè)思維，所謂的假設(shè)思維就是以物理理論為基礎(chǔ)，通過對物理命題及模型進(jìn)行科學(xué)合理的假設(shè)，來巧妙地解釋物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一種重要的思維方式。物理學(xué)說通常都是以假設(shè)為基礎(chǔ)建立起來的學(xué)說，如波爾原子模型學(xué)說。玻爾原子模型學(xué)說的內(nèi)容雖然是假設(shè)的，但卻合理地解釋了氫光譜規(guī)律。物理學(xué)家通過對物理?xiàng)l件、狀態(tài)、過程及結(jié)論進(jìn)行假設(shè)，再通過利用物理規(guī)律來進(jìn)行分析、計(jì)算及討論來解決相關(guān)物理問題，并且這一方法通常會與反證法相互結(jié)合，通過反證來驗(yàn)證假設(shè)的正確性。假設(shè)思維是一種非常重要的思維方法，有利于探索發(fā)現(xiàn)未知的物理領(lǐng)域的問題。

二、極限思維策略

極限思維方法是一種重要的研究物理問題的思維方法。物理學(xué)家在研究物理問題時，通常會把物理現(xiàn)象及過程推及到相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的極限情況，以此來發(fā)現(xiàn)物理外推的本質(zhì)，并得出規(guī)律性的認(rèn)知及判斷?；旧纤械奈锢硪?guī)律都會涉及到極限思維的利用，如伽利略的慣性定律、開爾文的熱力學(xué)定律等，通常物理學(xué)家會利用極限假設(shè)法、臨界狀態(tài)分析法及特殊值分析法三種極限思維方法來分析物理問題，利用極限思維方法不僅可以簡化物理實(shí)驗(yàn)定律，而且能夠更容易解決實(shí)際物理問題。學(xué)生在學(xué)習(xí)高中物理時，應(yīng)學(xué)會利用極限思維策略，只有理解并充分掌握極限思維方法，學(xué)生才能靈活利用物理理論知識來解決實(shí)際物理問題。

三、等效思維策略

等效思維方法是一種非常重要的解決物理問題的方法。在分析解決高中物理問題時，經(jīng)常需要用等效思維的方法將研究對象轉(zhuǎn)化為具有同等作用效果的比較簡單的事物來進(jìn)行分析，只要二者能夠產(chǎn)生相同的作用效果，就可以視為能夠互換的等效事物。利用等效思維的方法通常能夠?qū)?fù)雜的物理現(xiàn)象及過程變成簡單的、理想化的、等效的物理現(xiàn)象及過程來進(jìn)行研究，能夠?qū)?fù)雜的物理問題簡單化，是一種非常重要的解決問題的方法。

例如：如圖1所示，A為一點(diǎn)電荷+Q，B為不帶電的接地金屬板，A與B之間的距離為r，求O點(diǎn)的電場強(qiáng)度EO。

圖1

在本題中，我們可以假想在與A對稱的位置有一等量的異號電荷A'，根據(jù)靜電平衡理論，圖1中的電場分布與去掉金屬板B后，A與A'之間的電場分布是等效的，因此我們可以用A與A'產(chǎn)生的電場來代替A與B之間的電場，由此可以計(jì)算出O點(diǎn)的電場強(qiáng)度為：E= ，方向?yàn)樗较蛴摇?/p>

通過以上例題可以發(fā)現(xiàn)等效思維方法是非常重要的，非常有利于解決比較復(fù)雜的物理問題，因此教師在教學(xué)過程中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的等效思維，以此來提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)水平。

四、微元法思維策略

微元法思維策略就是將物理研究對象或研究過程分割成無限個微元，然后對其中的一個微元進(jìn)行研究或進(jìn)行微元求和，以此來解決物理問題的思維方法。利用微元法最重要的一點(diǎn)就是可以簡化物理問題，而如何選擇微元則是解決問題的關(guān)鍵，電荷、質(zhì)量、時間、面積、長度等都可以分割為微元。

例如：如圖2所示，MN及CD為在同一豎直平面內(nèi)長度為L的水平細(xì)桿，二者之間的距離為h，MC則是以MN及CD為切線的半圓弧，其中M、C為切點(diǎn)，P為質(zhì)量為m，電荷為q的帶正電的小球，P與MN及CD之間的動摩擦系數(shù)為μ，且P與細(xì)桿之間相互絕緣，P與半圓弧MC之間的摩擦不計(jì)。O為MD與NC的交點(diǎn)，在O點(diǎn)有一個電荷量為Q的負(fù)電荷。小球P以初速度V0從D點(diǎn)沿桿出發(fā)至N點(diǎn)時速度剛好為零，已知小球所受庫侖力小于重力，求V0。