淺談巧用“假設法”解答物理問題

彭仁康

我們有時遇到一些棘手的物理題時不知如何解答，筆者在實踐中總結了一種“假設法”，妙用“假設法”常常能夠輕巧地解決較難的問題。

“假設法”就是在分析物理問題的過程中假設某些物理量或物理過程，然后將假設的問題與實際問題進行對比分析，確認其有等效性.運用“假設法”解題的步驟一般有：①分析實際問題的物理過程；②尋找問題的突破口假設物理量，使其跟實際問題等效；③按假設問題相應的物理規(guī)律進行求解.以下我們用幾個實際問題來談談“假設法”的運用。

一、假設“負質量”例1、在一個質量均勻分布的半徑為R的圓形鋼板左

半邊沖擊出一個半徑為R/2的圓孔，如圖1所示.求剩余部分的重心位置？

解析：此題如果用常規(guī)方法求解確實較難，但我們可以由MN接地的零電勢的條件，進行假設“負電荷”的方法求解.根據課本上已有的，兩個等量的異種電荷連線的垂直平分面上的電勢是為零的等勢面這一關系，我們可以假設在MN的左邊有一個帶電量也為Q的負電荷，如圖5所示.再由點電荷的電場強度式，得到A電荷在C點的電場強度為E1=KQ/，B電荷在C點的電場強度為E2=KQ/，又因為E1和同，E2方向相所以有EC=E1+E2 =.

例4、有電量為Q的電荷均勻地分布在半球面ACB上，球面的半徑為R，CD是通過半球頂點C與球心O的軸線，如圖6所示.M、N是CD軸線上在O點兩側、距O點相等的兩點.已知M點的電勢為UM，試求N點的電勢UN？解析：這道題用中學的物理方法很難解答，但我們若假設“負電荷”來解卻較容易.假設該半球的右半邊存在，也均勻的帶有Q的電量，與題目中的左半球組成一個完整的均勻帶電球面，由于均勻帶電球殼內部各處的電勢都相等，所以此時N點的電勢為K.而事實上右半球是不存在的，為了抵消右半球在N點產生的效果，我們再假設右半球同時帶有電量為Q的“負電荷”，負電荷也均勻地分布在右半球的球面上，由對稱性可知，右半球的負電荷在N點產生的電勢為（-UM），所以N點的電勢為：UN = K+（-UM）= K-UM。

從以上我們可以看到，有的題在假設物理量后使題目的解答很輕松，在實際中我們還可以假設“電流”、“參考系”、“物理過程”等，假設的思想方法不僅在于解題，更重要是有助于對物理概念、規(guī)律的深入理解.在分析問題時，可以跳出常規(guī)模式的束縛，采用靈活的思維方式，通過分析、重新組合，使一些較為復雜的物理問題轉化為簡單、容易的問題，達到事半功倍的奇妙效果。