淺析幾種常用的物理解題思想及方法

王沛雯 沈志容 王澤佩 李太華 胡建強

（西南大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 重慶 400715）

淺析幾種常用的物理解題思想及方法

王沛雯 沈志容 王澤佩 李太華 胡建強

（西南大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 重慶 400715）

中學(xué)物理解題中，涉及到多種解題方法，如：圖像法、隔離法、整體法、等效法、對稱法、極限法、假設(shè)法、類比法、微元法……等等。因此在物理學(xué)習(xí)的過程中，要重視解題過程的思維方法訓(xùn)練，使知識和能力實現(xiàn)新的飛躍。

解題方法；思維訓(xùn)練

1.圖像法

根據(jù)題意把抽象的物理過程用圖線表示出來，將物理量間的代數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)化為幾何關(guān)系，運用圖像直觀、簡明的特點，分析解決物理問題，則可達到化難為易、化繁為簡的目的。

例題1：一個固定在水平面上的光滑物塊，其左側(cè)面是斜面AB，右側(cè)面是曲面AC，如圖1所示。已知AB和AC的長度相同。兩個小球p、q同時從A點分別沿AB和AC由靜止開始下滑，比較它們到達水平面所用的時間：

A. p小球先到

B. q小球先到

C. 兩小球同時到

D. 無法確定

【分析與解答】

可以利用v-t圖像(這里的v是速率，曲線下的面積表示路程s)定性地進行比較。在同一個v-t圖像中做出p、q的速率圖線，如圖所示。顯然開始時q的加速度較大，斜率較大；由于機械能守恒，末速率相同，即曲線末端在同一水平圖線上。為使路程相同（曲線和橫軸所圍的面積相同），顯然q用的時間較少，故選B。

2.整體法和隔離法

物理習(xí)題中，所涉及的研究對象往往不是一個單獨的物體、或單一的孤立過程。如果把所涉及到的多個物體、多個過程作為一個整體來考慮，這種以整體為研究對象的解題方法稱為整體法；而把整體的某一部分(如其中的一個物體或者是一個過程)單獨從整體中抽取出來進行分析研究的方法，則稱為隔離法。

例題2：如圖2所示，質(zhì)量為2m的物塊A和質(zhì)量為m的物塊B與地面的摩擦均不計.在已知水平推力F的作用下，A、B做加速運動。A對B的作用力為多大?

【分析與解答】

取A、B整體為研究對象，其水平方向只受一個力F的作用

根據(jù)牛頓第二定律知:F＝（2m＋m）a

取B為研究對象，其水平方向只受A的作用力F1，

根據(jù)牛頓第二定律知：F1＝ma 故A對B的作用力F1＝

3.等效法

“等效”思想是研究和解決物理學(xué)問題的一種很重要的思想。“等效”是指從效果相同出發(fā)，對所研究的對象提出一些方案進行研究的一種方法，以簡化求解過程。如力學(xué)中合力和分力的等效代替，運動學(xué)中的合運動和分運動的等效代替、電學(xué)中電路的等效以及物理模型的等效和物理過程的等效。

例題3：半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套有一個質(zhì)量為m、帶正電的珠子，空間存在水平向右的勻強電場.如圖3所示。珠子所受靜電力是其重力的倍。將珠子從環(huán)上最低位置A點靜止釋放.則珠子所能獲得的最大動能Ek＝？

圖3

【分析與解答】

從等效場的角度分析，珠子在運動中所受到的電場力和重力均不變，把電場和重力場疊加，重力mg和電場力Fe的等效場力F=mg，方向與重力夾角。

如圖4所示。圖中DOCB是等效場力的方向。顯然，珠子在達到圖中的位置B時，具有最大的動能.這一動能值為自A至B過程中等效場力F對珠子所做的功

故小珠運動到B點時有最大動能

圖4

4.極限思維法（外推法、特殊值檢驗法）

極限思維法——指將一般條件下得出的物理規(guī)律和結(jié)論，外推到極限值（最大值、最小值或是確定其范圍的邊界值等一些特殊值）下進行分析、討論、推理和檢驗的方法.

例題4：一輛汽車拉著一輛拖車在平直公路上行駛，汽車的牽引力是F＝8970N，汽車和拖車的質(zhì)量分別是ml＝5000kg和m2＝2500kg，所受的阻力分別是fl＝980N和f2＝490N，求它們的加速度和汽車之間的拉力？

【分析與解答】 先將汽車和拖車作為整體，受力情況如圖5所示：

取汽車前進方向為正方向，根據(jù)牛頓第二定律得：

再將汽車和拖車隔離開來分析。

汽車受牽引力F、阻力fl和拖車對它的拉力T和f2，如圖6、7所示。根據(jù)牛頓第二定律分別對汽車和拖車列出方程.

汽車F一T一fl＝mla ①

拖車T′一f2＝m2a ②

T和T′是一對作用力和反作用力，大小相等.所以對拖車可以寫成：T－f2＝m2a ②'

把a的數(shù)值代入②'解得T＝f2＋m2a＝490＋2500× 1＝2900（N)

把①②聯(lián)立求解，也可以分別解出T和a

5.對稱法

有很多物理現(xiàn)象都具有對稱性，如：豎直上拋運動的對稱、振動過程的對稱、某些電路和光路的對稱……等等.物理解題中會用到對稱性的思考方法.

例題5：如圖8直線MN上方有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場.正、負電子同時從同一點O以與MN成30°角的同樣速度v射入磁場（電子質(zhì)量為m，電荷為e），它們從磁場中射出時相距多遠？射出的時間差是多少？

【分析與解答】

正負電子的半徑和周期是相同的.只是偏轉(zhuǎn)方向相反.先確定圓心，畫出半徑，由對稱性知：射入、射出點和圓心恰好組成正三角形.所以兩個射出點相距2r，由圖還看出經(jīng)歷時間相差5T/6－T/6＝2T/3.

6.綜述

物理學(xué)中的思想方法，是求解物理問題的根本所在，認真研究總結(jié)物理學(xué)中的思想方法、策略技巧，并能在實際解題過程中靈活運用，可收到事半功倍的效果。

[1]楊道蘭.高中物理解題的思想、方法例析[J].技術(shù)物理教學(xué)，2012（03）：104-105.

[2]魏淑紅.物理解題方法探討[J].考試周刊，2009(33)：174.

TP1

A

1009-5624（2016）05-0150-03

王沛雯（1996.02-），女，漢族，河南南陽人，本科在讀，西南大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，研究方向：物理科學(xué)。