物理解題中培養(yǎng)創(chuàng)新能力的好方法

李煜星

摘要：在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生解題的創(chuàng)新能力非常重要，對(duì)于濃厚學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高學(xué)習(xí)成績(jī)具有重要的意義。培養(yǎng)學(xué)生解題的創(chuàng)新能力方法很多，根據(jù)筆者多年的物理教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，歸納法和演繹法效果更為突出。本文通過(guò)解決力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)的實(shí)際問(wèn)題，體現(xiàn)出歸納法和演繹法在物理解題過(guò)程中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：物理解題；歸納法；演繹法；力學(xué)；熱學(xué)；電學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2017）03-0043

物理解題中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的方法很多，寬松的環(huán)境、多種信息的刺激、教學(xué)方法的更新、一題多解、類(lèi)比和推理等都有助于培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。歸納法和演繹法正是利用類(lèi)比和推理來(lái)解決復(fù)雜物理過(guò)程的重要方法。

從一些個(gè)別物理現(xiàn)象或特殊物理過(guò)程出發(fā)，可以推出具有普遍意義的一般性結(jié)論，這種從個(gè)別到一般、從特殊到普遍邏輯推理的方式叫歸納法。與歸納法的思維程序相反，從某個(gè)具有普遍意義的一般性原理出發(fā)，也可以推論出某一個(gè)別的物理現(xiàn)象或特殊的物理過(guò)程，這種從一般到個(gè)別、從普通到特殊的推理方式叫做演繹法。雖然歸納法和演繹法是兩種不同的思維方法。但它們之間是相互滲透、相互依賴(lài)、相互聯(lián)系、相互補(bǔ)充的。根據(jù)物理概念或規(guī)律分析題目描述的物理現(xiàn)象使用的是演繹法。根據(jù)題目描述的物理現(xiàn)象推導(dǎo)出來(lái)某些一般性的結(jié)論用的是歸納法。歸納法和演繹法的交叉應(yīng)用，是解決問(wèn)題的常見(jiàn)思維方法。

一、解決力學(xué)問(wèn)題

常用此法解運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)量、能量及波動(dòng)同題。

例1. 如圖1中的實(shí)線(xiàn)是某時(shí)刻的波形圖像，虛線(xiàn)是經(jīng)過(guò)0.2 s時(shí)的波形圖像。（1）假定波向左傳播、求它傳播的可能距離。（2）若這列波向右傳播，求它的最大周期。

二、解決熱學(xué)問(wèn)題

例2. 一只兩用活塞氣筒的原理如圖（打氣時(shí)如圖2a所示，抽氣時(shí)如圖2b所示），其筒內(nèi)體積為 Vo，現(xiàn)將它與另一只容積為v的瓶連接，瓶?jī)?nèi)的空氣壓強(qiáng)為po。當(dāng)分別作為打氣筒和抽氣筒時(shí)，活塞工作幾次后，在上述兩種情況下，瓶?jī)?nèi)的氣體壓強(qiáng)分別為多大？

解析：作為打氣筒時(shí)，以所有氣體為研究對(duì)象，等溫過(guò)程，據(jù)p1V1= p2V2得

作為抽氣筒時(shí)，仍是等溫過(guò)程，據(jù)p1ν1= p2ν2，，先用演繹法，第一次抽氣時(shí)，有：

再用歸納法，第二次抽氣時(shí)，有

三、解決電磁學(xué)問(wèn)題

例3. 如圖3甲所示，在x軸上方有勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E，在x軸下方有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如圖3甲所示。在x軸上有一點(diǎn)M，離O點(diǎn)距離為L(zhǎng)，現(xiàn)有一帶電量為+q的粒子，從靜止開(kāi)始釋放后能經(jīng)過(guò)M點(diǎn)，求如果此粒子放在y軸上，其坐標(biāo)應(yīng)滿(mǎn)足什么關(guān)系？（不計(jì)重力）

解析：由于此帶電粒子是從靜止開(kāi)始釋放的，要能經(jīng)過(guò)M點(diǎn)，起始位置只能在電場(chǎng)中，物理過(guò)程是：靜止電荷位于勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域的y軸上，受電場(chǎng)力作用而加速，以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中受洛倫茲力作用做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向x軸偏轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)半周期過(guò)x軸重新進(jìn)入電場(chǎng)，在電場(chǎng)中做類(lèi)似豎直上拋運(yùn)動(dòng)后仍以原速率從距O點(diǎn)2R處再次越過(guò)x軸，在磁場(chǎng)回轉(zhuǎn)半周期后又從距O點(diǎn)4R處飛越x軸，這樣一直循環(huán)下去，如圖3乙所示，即第一次離O點(diǎn)2R，第二次離O點(diǎn)4R，第n次離O點(diǎn)為

l=n·2R，R=（n=1，2，3……）

設(shè)粒子靜止于y軸正半軸上，和原點(diǎn)距離為h，由能量守恒，得mν2=qEh

粒子在磁場(chǎng)中勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有R=，

由以上三式得：h=（n=1，2，3……）

綜上所述，歸納法與演繹法不僅可解決力學(xué)問(wèn)題，也可以解決熱學(xué)及電學(xué)問(wèn)題，可見(jiàn)對(duì)多物理過(guò)程，尤其是重復(fù)進(jìn)行的物理過(guò)程，這種方法特別有效，能讓學(xué)生通過(guò)所學(xué)知識(shí)一步一步探索下去，再總結(jié)歸納。它是既能培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力，又能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的好方法。

（作者單位：內(nèi)蒙古包頭市一機(jī)一中 014030）