高中物理解題應(yīng)具備的幾種思維意識(shí)

黑鈞儒

摘 要 物理是高中階段的重要課程，物理習(xí)題的解答是檢驗(yàn)高中生理解和應(yīng)用物理知識(shí)與能力的標(biāo)志性途徑。對(duì)于我們高中生而言，具備抽象思維意識(shí)、類比思維意識(shí)、整體與隔離思維意識(shí)、逆向思維意識(shí)、多向思維意識(shí)，在提高解題準(zhǔn)確性和解題速度方面意義非凡。

關(guān)鍵詞 高中物理；解題；思維意識(shí)

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2018）08-0182-01

物理是一門(mén)知識(shí)性和邏輯性都非常強(qiáng)的應(yīng)用性學(xué)科，掌握解答物理習(xí)題的思維規(guī)律、準(zhǔn)確、迅速地獲得相關(guān)答案是我們每個(gè)高中生的期望。通過(guò)對(duì)物理解題經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)的總結(jié)，我覺(jué)得以下的思維意識(shí)對(duì)于我們高中生的物理解題至關(guān)重要。

一、抽象思維意識(shí)

物理知識(shí)的抽象性和縝密性，要求學(xué)習(xí)者有較強(qiáng)的抽象思維意識(shí)，能夠?qū)α?xí)題所描述的物理過(guò)程進(jìn)行科學(xué)合理的空間想象和邏輯推理，明確物理現(xiàn)象的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程，獲得解決問(wèn)題的突破口。例1：直升機(jī)沿水平方向勻速飛往水源取水滅火，懸掛著m=500kg空箱的懸索與豎直方向的夾角450。直升機(jī)取水后飛往火場(chǎng)，加速度沿水平方向，大小穩(wěn)定在a=1.5 m/s2時(shí)，懸索與豎直方向的夾角140。如果空氣阻力大小不變，且忽略懸索的質(zhì)量，求水箱中水的質(zhì)量M。要解答該題，我們首先應(yīng)通過(guò)抽象思維在腦海中形成直升飛機(jī)與水箱空間位置和運(yùn)動(dòng)形態(tài)的“影像”，推理出二者在速度、位移等方面的聯(lián)系，然后利用力的合成與分解、牛頓定律、直線運(yùn)動(dòng)的相關(guān)規(guī)律列出物理量間的關(guān)系式，求得正確答案。

二、類比思維意識(shí)

在解答物理習(xí)題時(shí)我們不難發(fā)現(xiàn)，很多問(wèn)題有相互的關(guān)聯(lián)性，我們可以采用類比的方式，理順結(jié)題思路，觸類旁通地探尋結(jié)題捷徑。例2：兩個(gè)半徑均為R的圓形平板電極，平行正對(duì)放置，相距為d，極板間的電勢(shì)差為U，板間電場(chǎng)可以認(rèn)為是均勻的。一個(gè) 粒子從正極板邊緣以某一初速度垂直于電場(chǎng)方向射入兩極板之間，到達(dá)負(fù)極板時(shí)恰好落在極板中心。已知質(zhì)子電荷為e，質(zhì)子和中子的質(zhì)量均視為m，忽略重力和空氣阻力的影響，求：（1）極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E；（2） 粒子在極板間運(yùn)動(dòng)的加速度a；（3） 粒子的初速度v0。顯然， 粒子在板間運(yùn)動(dòng)可以類比為平拋，其平行于板的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，垂直于板的分運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。只需通過(guò)E與U和d的關(guān)系及 粒子受力F=Ee求得F，此題就轉(zhuǎn)化為一個(gè)純粹的力學(xué)問(wèn)題。

三、整體與隔離思維意識(shí)

對(duì)于涉及多個(gè)物體組成的系統(tǒng)，物理量間既存在整體與外部的關(guān)系，也存在每部分物體間的關(guān)系。要解決好這類問(wèn)題，整體思維與隔離思維的靈活運(yùn)用是很關(guān)鍵的。例3：有一個(gè)直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB豎直向下，表面光滑。AO上套有小環(huán)P，OB上套有小環(huán)Q，兩球質(zhì)量均為m，兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩相連，并在某一位置平衡（如圖）?，F(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達(dá)到平衡，那么將移動(dòng)后的平衡狀態(tài)和原來(lái)的平衡狀態(tài)比較，AO桿對(duì)P環(huán)的支持力N和細(xì)繩上的拉力T將（ ）

A.N不變，T變大 B.N不變，T變小

C.N變大，T變大 D.N變大，T變小

解答此問(wèn)題，從整體角度看，N只與兩環(huán)重力有關(guān)，故當(dāng)為N不變。隔離Q可知，T的豎直分力等于Q的重力，P向左移，細(xì)繩與OB的夾角變小，故T變小。

四、逆向思維意識(shí)

在高中物理解題中，我們往往習(xí)慣于從問(wèn)題的始態(tài)到終態(tài)，順著物理過(guò)程的發(fā)展去思考的正向思維，但很多物理問(wèn)題，如果反其常規(guī)運(yùn)用逆向思維，卻可以在正向思維解決比較困難或相對(duì)繁瑣的習(xí)題解答上收到很好的效果。例4：在水平地面以速度v0豎直上拋一小球，不計(jì)空氣阻力，求小球在到達(dá)最高點(diǎn)1s前距離地面的高度？此問(wèn)題逆向可看做小球從最高點(diǎn)做自由落體運(yùn)動(dòng)，先求出小球到達(dá)的最高點(diǎn)，然后求出小球自由落體1秒的位移，兩者的差就是所求的答案，這就在一定程度上簡(jiǎn)化了運(yùn)算過(guò)程，提高了運(yùn)算的速度。

五、多向思維意識(shí)

物理解題過(guò)程其實(shí)是一個(gè)思維訓(xùn)練過(guò)程，既需要將大量的、零亂的物理現(xiàn)象信息歸集為典型的物理模型，也需要從問(wèn)題的共性出發(fā)，對(duì)某一物理問(wèn)題進(jìn)行全方位、多角度的分析和思考，使某一物理問(wèn)題形成多種結(jié)題思路，實(shí)現(xiàn)一題多解，并從多種解法中選擇出一種簡(jiǎn)單明快的方法。例5：一輛汽車質(zhì)量為m，從靜止開(kāi)始起動(dòng)，沿水平面前進(jìn)了距離s后，就達(dá)到了最大行駛速度vmax。設(shè)汽車的牽引力功率保持不變，所受阻力為車重的k倍，求：（1）汽車的牽引功率；（2）汽車從靜止到開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間。解答此題關(guān)鍵是求出汽車的牽引力，而牽引力的求算就可以從牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)能定理兩個(gè)方向分別入手。求解發(fā)現(xiàn)，用動(dòng)能定理比用牛頓定律運(yùn)算的步驟要少，解題的速度要快，這就讓我們對(duì)此類問(wèn)題形成了相對(duì)優(yōu)選的方案。

對(duì)于我們高中生而言，物理解題是物理學(xué)習(xí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。只有在老師的引導(dǎo)啟發(fā)下、在與同學(xué)們的研討交流中逐步樹(shù)立科學(xué)、適用的物理解題思維意識(shí)，才能從根本上找到學(xué)習(xí)物理的真諦，才能使自己的物理學(xué)習(xí)成績(jī)穩(wěn)步提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃劉榮.物理解題中需強(qiáng)化的幾種思維意識(shí)[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)（高中版），2016（09）.

[2]肖春林.高中物理解題中的幾種常用思維方法[J].高中數(shù)理化，2016（20）.

[3]高立春.高中物理解題通常的幾種思維方法[J].數(shù)理化解題研究，2017（09）.