初中物理解題常用的方法

王甫堅(jiān)

物理屬于一門自然科學(xué)，其顯著的特點(diǎn)是與實(shí)際緊密聯(lián)系，且被廣泛的應(yīng)用于生活之中.因此，物理學(xué)科能夠積極的調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)過(guò)程中除了教導(dǎo)學(xué)生對(duì)物理基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能熟練掌握之外，還應(yīng)使學(xué)生把握物理解題中常用的方法.初中物理教材中的多數(shù)章節(jié)都有步驟、有層次地將物理學(xué)的科學(xué)研究方法滲透于其中，在培養(yǎng)學(xué)習(xí)物理知識(shí)的同時(shí)，還能受到一定科學(xué)方法的訓(xùn)練，便于學(xué)生逐步掌握最主要的和最基本的科學(xué)方法.

一、守恒思維方法

自然界中各種事物的運(yùn)動(dòng)都是復(fù)雜多變的，但某些量卻是守恒的.分析物理問(wèn)題的重要觀點(diǎn)之一就是守恒的觀點(diǎn)，能夠以更寬廣的視野認(rèn)識(shí)到總量守恒并不受系統(tǒng)中某些量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移地影響.

其一，能量的轉(zhuǎn)化和守恒能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體.能的轉(zhuǎn)化過(guò)程即做功的過(guò)程.物體動(dòng)能的變化是合外力對(duì)物體做的總功.其中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能為動(dòng)力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其它形式的能為阻力做功.能量守恒的觀點(diǎn)是應(yīng)用廣泛的一條重要定理——?jiǎng)幽芏ɡ?在機(jī)械運(yùn)動(dòng)范圍，若系統(tǒng)狀態(tài)處于變化中，且只存在重力與彈力做功，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒.這是守恒定律與普遍的能的轉(zhuǎn)化中的一項(xiàng)特例.功、熱和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系滿足熱力學(xué)第一定律.物體間由于溫度差發(fā)生熱傳遞為內(nèi)能的轉(zhuǎn)移.

其二，若沒(méi)有其它力的動(dòng)量守恒，或是可以忽略外力與物體間的相互作用力的比較，則系統(tǒng)內(nèi)各物體相互作用過(guò)程中總動(dòng)量守恒，即各物體任意時(shí)刻總動(dòng)量的矢量和守恒.系統(tǒng)內(nèi)的單個(gè)物體，合外力的沖量相當(dāng)于其動(dòng)量的變化，但相互作用的兩物體受到相等大小的沖量，方向相反，則系統(tǒng)的總動(dòng)量在動(dòng)量傳遞中不變.

其三，物質(zhì)形式具有一定的質(zhì)量守恒，且對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)和能量處于一定的狀態(tài)下，那么物質(zhì)與其運(yùn)動(dòng)都是永恒的.質(zhì)量守恒的觀點(diǎn)是變化前物體質(zhì)量的總和等于變化后物質(zhì)質(zhì)量的總和.

其四，帶正電的原子核和核外電子共同組成了電荷守恒中性的原子，代表了自然界中電荷是守恒的.通過(guò)接觸、感應(yīng)或摩擦的途徑不帶電的物體便可以帶電，若帶電的物體發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移或中和，電荷減少或消失，然而正負(fù)電荷的總和是守恒的.

二、類比思維方法

為明確表達(dá)物理問(wèn)題，通?？梢赃x用人們所熟悉的、具體的事物，將陌生的、抽象的事物進(jìn)行類比說(shuō)明.簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，類比屬于邏輯學(xué)推理形式的一種，其借助于事物之間的相似性，把已掌握的一種特殊對(duì)象的知識(shí)，推到另一種相似的新的特殊對(duì)象的思維方式.中學(xué)物理中大量的問(wèn)題都可采用類比思維方法，如：研究電流時(shí)，用“水壓形成水流”的實(shí)驗(yàn)做類比，用水流類比電流，水路類比電路，抽水機(jī)類比電源，閥門類比開(kāi)關(guān)，演示電壓形成電流的過(guò)程；研究分子的引力與斥力時(shí)，用彈簧產(chǎn)生的壓縮或伸長(zhǎng)的彈力做類比；用磁極間的相互作用類比電荷間的相互作用等.常見(jiàn)的類比推理形式有過(guò)程類比、模型類比、方法類比等.解題過(guò)程中，善于聯(lián)想，巧妙的結(jié)合類比推理思維，就可以將復(fù)雜的問(wèn)題變得簡(jiǎn)單.

三、系統(tǒng)思維方法

依據(jù)系統(tǒng)的觀點(diǎn)，我們所面對(duì)的整個(gè)自然界是由無(wú)數(shù)相互聯(lián)[HJ1.1mm]系、相互制約、相互作用、相互轉(zhuǎn)化的事物和過(guò)程所形成的統(tǒng)一整體.系統(tǒng)思維方法，就是在進(jìn)行物理問(wèn)題的處理和分析時(shí)，把握研究對(duì)象的整體，并分析物理過(guò)程的整體性.物理解題時(shí)，運(yùn)用系統(tǒng)思維方法，從整體上把握研究對(duì)象.部分物理過(guò)程十分復(fù)雜，這就要求簡(jiǎn)化復(fù)雜的過(guò)程，并把復(fù)雜事物的過(guò)程從統(tǒng)一整體的角度出發(fā)，進(jìn)行處理，使問(wèn)題可迅速得以解決.

例 一個(gè)靜止在水平地面的斜面體A上，放著一個(gè)相對(duì)斜面靜止的質(zhì)量為m的物塊，求斜面體受到的地面摩擦力.

分析 這個(gè)題若從m平衡求出對(duì)A的作用力，然后再分析A的受力，這個(gè)過(guò)程就顯得較為復(fù)雜.但如果把兩個(gè)物體當(dāng)作一個(gè)整體，由于水平方向不受任何外力的作用，因此不存在運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，則無(wú)任何摩擦力.

四、轉(zhuǎn)換思維方法

對(duì)物理學(xué)中一些不便于測(cè)量的物理量或難以觀察的物理現(xiàn)象，往往可用容易測(cè)量的物理量進(jìn)行間接測(cè)量，或是通過(guò)一些較直觀的現(xiàn)象去觀察，這類問(wèn)題的研究方法就是轉(zhuǎn)換思維方法.這種思維方法通常被運(yùn)用在初中物理的實(shí)現(xiàn)、概念和規(guī)律學(xué)習(xí)之中，如：對(duì)電流的認(rèn)識(shí)是通過(guò)電流的三大效應(yīng)；運(yùn)用擴(kuò)散現(xiàn)象了解分子的運(yùn)動(dòng)；可通過(guò)電磁鐵吸引大頭針的多少來(lái)判斷電磁鐵的磁性強(qiáng)弱等.

例如：對(duì)平面鏡成像問(wèn)題的研究，用未點(diǎn)燃的蠟燭代替點(diǎn)燃蠟燭在鏡中的像，把像的位置確定下來(lái)，是采用了轉(zhuǎn)換思維方法.

五、等效思維方法

處理問(wèn)題的過(guò)程中，運(yùn)用相同性質(zhì)事物間等效替代的解題方法就是等效思維方法.如果兩個(gè)不同的物理過(guò)程，在某點(diǎn)或某方面或某種意義上產(chǎn)生量相同的效果，那么這兩種事物就具有等效性.例如，平拋運(yùn)動(dòng)等效于自由落體運(yùn)動(dòng)和水平方向勻速運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，也就是說(shuō)平拋運(yùn)動(dòng)等效于二者合力的作用效果；復(fù)雜的電路可簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的串并聯(lián)電路組成；復(fù)雜的氣體狀態(tài)變化過(guò)程等效于等溫、等容、等壓過(guò)程等.在我們遇到難以解決的某物理問(wèn)題時(shí)，如果另一可簡(jiǎn)單解決的問(wèn)題等效于這一復(fù)雜的問(wèn)題，那可通過(guò)處理簡(jiǎn)單解決的問(wèn)題，得到的結(jié)果事實(shí)上等同于這一復(fù)雜問(wèn)題的結(jié)果.常見(jiàn)的等效思維方法有：等效過(guò)程替代、等效力系替代、等效運(yùn)動(dòng)替代、等效電路替代等.運(yùn)用等效替代思維方法不會(huì)把原問(wèn)題的物理性質(zhì)與原過(guò)程的物理實(shí)質(zhì)改變，其目的只是用最簡(jiǎn)便的途徑解答物理問(wèn)題.

六、實(shí)驗(yàn)推理思維方法

并不是所有的研究物理的實(shí)驗(yàn)都是可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成，這要求人們必須在可靠事實(shí)的基礎(chǔ)之上，以真實(shí)的實(shí)驗(yàn)形態(tài)，大膽的進(jìn)行設(shè)想，其結(jié)論是由推理得出的，將物理規(guī)律的本質(zhì)深刻的展示出，這就是實(shí)驗(yàn)推理思維方法，也是研究物理學(xué)的一種重要思想方法.如：對(duì)牛頓第一定律的研究；真空中是否可傳聲的研究等.

除上述方法以外，科學(xué)研究物理學(xué)的方法還有很多，比如：觀察思維方法、歸納思維方法、分析思維方法等.物理解題的關(guān)鍵因素就是靈活掌握并運(yùn)用各種思維方法，以解決遇到的問(wèn)題.解決方法類試題的首要條件是掌握不同研究方法的功能與特點(diǎn).此外，有時(shí)一種物理知識(shí)的研究或是尋找一個(gè)物理規(guī)律可能會(huì)同時(shí)運(yùn)用多種研究方法，解題時(shí)就要把握最主要的研究方法，如此一來(lái)，復(fù)雜困難的物理問(wèn)題也可得以簡(jiǎn)單的解答.