巧借“轉(zhuǎn)換思想”攻克高中物理難題

袁亞琴

摘 要：解題教學(xué)是高中物理課程教學(xué)的重要內(nèi)容之一，本文以高中解題教學(xué)為探究平臺，從三個方面闡述如何將轉(zhuǎn)換思想方法運用于物理解題中，進而體現(xiàn)轉(zhuǎn)換思想在解題中的優(yōu)越性和實效性，以饗讀者。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)換思想；高中物理；解題教學(xué)

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2015）10-0052-2

在眾多高中物理習(xí)題中，問題常常設(shè)置有多重障礙，運用常規(guī)的思維方法進行處理顯得困難重重、力不從心。這就要求學(xué)生善于運用特殊的處理手段。在本文中，筆者采取理論與案例相結(jié)合的方式，重點闡述如何將轉(zhuǎn)換的物理思維方法與策略巧妙運用于物理難題的處理中，以期對高中物理教學(xué)帶來一定的參考與幫助。

1 巧借研究對象的轉(zhuǎn)換，有效化解困難，促使學(xué)生思維“豁然開朗”

處理高中物理問題的首要問題是研究對象的確定。在具體的問題中，經(jīng)常遇到一類問題：按照常規(guī)的思維方法對確定的研究對象進行處理，感覺十分困難，有時甚至無從下手，這時可以通過研究對象的合理轉(zhuǎn)換，從而使難題“柳暗花明”。

例1 在粗糙的桌面上放置一塊條形磁鐵，如圖1所示，在其右上方放置一垂直于紙面向里的通電直導(dǎo)線。當(dāng)導(dǎo)線中電流強度增加時（磁鐵相對于桌面始終保持靜止），試討論磁鐵對桌面的壓力與摩擦力的變化情況？

解析 本題中討論磁鐵對桌面的壓力和摩擦力變化情況。從常規(guī)思維方法上考慮必須知道磁鐵的受力特征，這里自然而然地選擇磁鐵為研究對象。磁鐵受到電流的作用力分析起來十分困難（磁鐵南極與北極同時受到電流的作用），基本是無法處理。這時如果將研究對象轉(zhuǎn)換成通電直導(dǎo)線，問題就大大簡化。如圖2所示，當(dāng)電流增大時，安培力增大，磁鐵對桌面壓力增大，摩擦力也增大。

點評 研究對象的選取是成功解題的關(guān)鍵。學(xué)生在對題目的處理中，往往都是比較定勢地選取與待求量直接相聯(lián)系的物體為研究對象，但是有時候這種方式解題比較困難，甚至于無法求解。此時，可以考慮進行研究對象的轉(zhuǎn)換，讓問題處理簡化許多。

2 構(gòu)造新舊模型之間的轉(zhuǎn)換，排除解題策略困惑，體現(xiàn)“它山之石，可以攻玉”

利用物理模型處理問題是高效解題的重要途徑之一，模型的運用能夠簡化思維過程，給解題帶來方便。當(dāng)然，在實際解題中，若構(gòu)建的模型解題時比較繁瑣，可以適當(dāng)考慮進行關(guān)聯(lián)模型的等價轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)快速解題的目的。

例2 在一次軍事演練中的運動路徑如圖3所示，運輸物資的汽車從出發(fā)點A至終點B，MN為平直公路，其余均為草坪。出發(fā)點A到MN的垂直距離為30 km，且A點在直線MN上的垂直投影與B相距120 km，汽車在草坪上行駛的速度為40 km/h，在平直公路上行駛速度為50 km/h。試求：汽車從A點運動至B的過程中的最短時間？

解析 本題是一道運動學(xué)問題，難點在于求最值。但是如果仔細分析汽車在草坪上和平直公路上運動速度關(guān)系：v1=40 km/h

根據(jù)光的折射定律可知：==，即sinθ=，得tanθ=。而OP=dtanθ=40 km，即OA==50 km。則t=+=1.85 h。

點評 高中物理課程教學(xué)內(nèi)容涉及力、熱、電、磁、光學(xué)等，它們之間存在著較大差異，但也有很多關(guān)聯(lián)之處。很多問題本質(zhì)上根本不同，但是在物理規(guī)律上卻具有相同的特征。因此，在原有物理模型下處理問題比較復(fù)雜，有些問題甚至是無從下手時，這時可通過合理、有效的模型轉(zhuǎn)換，從而使得難題“迎刃而解”。

3 突破常規(guī)思維下處理高中物理問題的困境，巧妙構(gòu)建新思路，從而達到“峰回路轉(zhuǎn)”的效果

利用物理知識、物理規(guī)律處理實際問題的過程中，多數(shù)學(xué)生都是按照常規(guī)的思維模式進行思考與分析，但是在實際操作過程中卻發(fā)現(xiàn)部分題目解決起來過程復(fù)雜，出現(xiàn)錯誤的幾率較高。這時可以突破原來的常規(guī)思路，構(gòu)建新思路進行處理，往往會帶來意想不到的效果。

例3 如圖5所示，空間存在豎直向下的勻強電場，ABCD是豎直平面內(nèi)的絕緣光滑軌道。質(zhì)量為m，電量為q的帶電小球從點P處斜向上拋出，恰好沿著水平方向從右側(cè)半圓環(huán)（半徑為r）最高點D進入，然后沿著軌道恰好能夠到達左側(cè)1/4圓環(huán)（半徑為R）的最高點A。已知勻強電場的場強E=mg/q，試求：帶電小球斜拋初速度的大小和方向。

解析 按照常規(guī)思路，考慮帶電小球從P至A的運動過程，處理比較困難。這時不妨考慮采取逆向思維，將帶電小球的運動等效成從A點靜止釋放沿著軌道運動至D點后做類平拋運動至P點，這樣變換處理后問題變得通俗易懂、簡明扼要；在A至D的過程中，利用動能定理可得：

mv-0=（mg+qE）·（R-2r）即vD=，

在D至P的過程中小球做類平拋運動：

mv-mv=（mg+qE）·2r即vP=。

在P點：vD/vP=cosθ，即cosθ=（其中θ為帶電小球斜拋初速度與水平方向夾角）。

點評 利用常規(guī)的思路處理高中物理問題的過程中，有時會陷入意想不到的困境中，這時不妨考慮下轉(zhuǎn)換解題的思路，另辟蹊徑，探求新思路。

總而言之，高中物理一線教師在平時的課堂教學(xué)中應(yīng)該注重學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)，在常規(guī)思想方法難以處理的復(fù)雜問題中，不妨改變思維模式，靈活機動地進行有效轉(zhuǎn)換與變化，從而達到減負增效的目的。

參考文獻：

[1]邱引夫.物理模型轉(zhuǎn)換的障礙及對策[J].物理教學(xué)探討，2009，27（10）：15—18.

[2]陸紅娟，李維兵.妙用轉(zhuǎn)換法化解高考題中難點[J].物理教學(xué)探討，2013，31（3）：47—48.

（欄目編輯 陳 潔）