高考物理解題中思維轉(zhuǎn)化的方法

嚴(yán)遠(yuǎn)洪

摘 要：高考試題的物理解題中思維轉(zhuǎn)化的方法有： 一. 圖形法； 二.逆向法； 三. 整體法； 四. 轉(zhuǎn)換參考系法； 五.模型法； 六.特殊法； 七.守恒法； 八. 微元法； 九. 分解法；十. 對(duì)稱法

關(guān)鍵詞：高考；物理；思維轉(zhuǎn)化；方法

近幾年來高考命題的一個(gè)主要方向和特點(diǎn)是試題從知識(shí)考查向能力考查轉(zhuǎn)化，即在試卷長(zhǎng)度有限的前提下，對(duì)試題就要求既有知識(shí)面的寬度，更要有思維的深度，從而使物理思想方法由隱性考查走向顯性考查。學(xué)生解題時(shí)，遇到稍復(fù)雜的物理問題或新的物理情景時(shí)，往往受思維定勢(shì)的影響，思維不能由此及彼的迅速轉(zhuǎn)換而使思路狹窄、方法單一，甚至使問題成為難解之題，那么應(yīng)如何運(yùn)用思維轉(zhuǎn)化來迅速、簡(jiǎn)捷地解決問題呢？現(xiàn)下面主要通過對(duì)高考試題的分析，來分別說明常用物理解題中思維轉(zhuǎn)化的方法。舉例分析如下：

一. 將物理量轉(zhuǎn)化為圖形-圖形法

我們?cè)诮忸}時(shí)，根據(jù)題意作出恰當(dāng)?shù)膱D形，把題目中的諸物理量轉(zhuǎn)化在圖形中，借助于圖形，可使題意變得直觀、形象，物理意義明確，能避免繁雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯推理。因此巧用圖形法解物理題，尤其是解物理選擇題.確能起到簡(jiǎn)單明了，事中功倍之效。此法是解決物理問題的基本方法之一

例1：兩輛完全相同的汽車，在高速公路上一前一后勻速行駛，速度都是.若前車以恒定的加速度剎車，在它剛停住時(shí)，后車開始以同樣大小的加速度剎車.已知前車在剎車過程中所走過的距離是s，若要保證兩車在上述條件下不相撞，則兩車勻速行駛時(shí)保持的距離至少是（ ）

A.s B.2s C.3s D.4s

分析：兩車的運(yùn)動(dòng)圖景是：前車剎車時(shí)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，后車先做勻速直線運(yùn)動(dòng)后剎車時(shí)也做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。后車做勻速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與前車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等。畫出兩車的v-t圖像如圖所示。前車、后車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的圖線平行，是因?yàn)樗鼈兊募铀俣却笮∠嗟?。因?yàn)檫^程中后車通過的位移是前車位移s的3倍，所以要保證兩輛車不相撞，則兩車在勻速行駛時(shí)保持的距離至少為2s。

二. 正向思維轉(zhuǎn)化為逆向思維-逆向法

正向思維固然可以解決許多問題，但也確實(shí)有不少物理問題從正向進(jìn)行思維會(huì)遇到困難或很繁瑣，此時(shí)如果將過程進(jìn)行反演，即采用逆向思維，可能會(huì)使問題迎刃而解。

三. 由部分轉(zhuǎn)化為整體-整體法

當(dāng)物理問題涉及多個(gè)物體或多個(gè)過程時(shí)，通過對(duì)變化中的物體系統(tǒng)或物理過程綜合分析、整體考慮，找出所遵循的共同規(guī)律或等量關(guān)系，將問題的處理由部分轉(zhuǎn)換到整體，可達(dá)到可獨(dú)辟蹊徑，迅速求得正確答案的目的。整體法有物體系統(tǒng)整體化和物理過程整體化兩種思維方法。一般情況下，整體法是處理多體或多過程問題的最佳途徑。

四. 由動(dòng)傳化為靜-轉(zhuǎn)換參考系法

轉(zhuǎn)換參考系是一種很重要的物理方法，一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)在不同參考系中觀察，會(huì)表現(xiàn)出不同的性質(zhì)，就有不同的描述。在每一個(gè)物理問題中都有一個(gè)最佳參考系的選擇，通常情況下，我們?nèi)〉孛鏋閰⒖枷担袝r(shí)若取運(yùn)動(dòng)的物體為參考系，化動(dòng)為靜，則可使解題更為簡(jiǎn)捷它可使研究對(duì)象的規(guī)律描述得最簡(jiǎn)潔，使一個(gè)表面上看較為復(fù)雜的問題可以得到簡(jiǎn)化的處理。

例2：平直的公路上有一輛汽車以10m/s的速度勻速行駛，當(dāng)一個(gè)人在路旁的一側(cè)與公路豎直距離為50m和汽車相距為100m的地方發(fā)現(xiàn)了汽車，此人準(zhǔn)備趕乘這輛汽車，問：此人可以用最小速度奔跑的方向？

分析：選擇大地為參考系，雖然兩個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的性質(zhì)比較簡(jiǎn)單，但是兩個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的相關(guān)條件比較難找，未知量較多，一時(shí)無法建立方程組。若運(yùn)用轉(zhuǎn)換參考系的方法來思考這個(gè)問題，因?yàn)槠囀亲鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，可以以汽車為參考系，A相對(duì)于B具有大小為V向左的水平速度，這個(gè)速度和人跑動(dòng)的速度的合速度只要指向B就能趕上汽車。由于要使人的跑動(dòng)速度最小，所以人的跑動(dòng)速度方向應(yīng)該與AB垂直。根據(jù)以上分析得： V =5m/s

五. 把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為理想模型-模型法

近幾年高考中，理論聯(lián)系實(shí)際的題目明顯增多，而實(shí)際問題都是比較復(fù)雜的，這就要求我們?cè)诮忸}時(shí)要抓住主要矛盾，忽略次要因素，將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為理想模型來研究和處理從而使復(fù)雜問題得以簡(jiǎn)化。

例3： 一跳水運(yùn)動(dòng)員從離水面10m高的平臺(tái)上向上躍起，舉雙臂直體離開臺(tái)面，此時(shí)其重心位于從手到腳全長(zhǎng)的中點(diǎn)，躍起后重心升高0.45m達(dá)到最高點(diǎn)，落水時(shí)身體豎直，手先入水（在此過程中運(yùn)動(dòng)員水平方向的運(yùn)動(dòng)忽略不計(jì)）。從離開跳臺(tái)到手觸水面，他可用于完成空中動(dòng)作的時(shí)間是_______s（g取10m/s2）

分析：首先人們可把運(yùn)動(dòng)員看做是全部質(zhì)量集中在重心的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，然后再將運(yùn)動(dòng)員離臺(tái)到落水看作兩個(gè)理想過程，即豎直上拋和自由落體，則兩過程時(shí)間之和即為運(yùn)動(dòng)員在空中完成的動(dòng)作的時(shí)間

為：t=t1+t2=1.7s

六. 將一般轉(zhuǎn)化為特殊-特殊法

一般與特殊是一個(gè)辯證的統(tǒng)一體，任何特殊總具有一般的性質(zhì)，而一般是對(duì)特殊的共同性的概括。從解決問題的角度看，任何特殊問題的解決都預(yù)示著相應(yīng)的一般問題的解決。如果在一般情況下難以求解的問題，推到特殊的情況便容易解決，就可以將一般問題特殊化，從特殊問題的結(jié)論中，總結(jié)為一般問題的結(jié)論。這種方法在做選擇題會(huì)經(jīng)常用到的。

七. 由變化中轉(zhuǎn)化到守恒-守恒法

守恒的觀點(diǎn)貫穿于整個(gè)物理學(xué)中，守恒定律是物理學(xué)中最重要、最基本的規(guī)律，如動(dòng)量守恒、能量守恒、電荷守恒、質(zhì)量守恒等。物理過程無論變化多么復(fù)雜，只要滿足某些條件，就存在某種守恒。因此，從守恒的角度綜合分析系統(tǒng)變化問題，列式簡(jiǎn)練、運(yùn)算方便、準(zhǔn)確可靠。

八. 將宏觀轉(zhuǎn)化為微元-微元法

化宏觀為微元從而達(dá)到解決事物整體問題的方法稱為微元法.具體來說就是一切宏觀的物體、物理現(xiàn)象和物理過程都可以視為由微小的單元（微元）組成，將物體、物理現(xiàn)象和物理過程進(jìn)行無限細(xì)分，從其中抽取某一微小單元進(jìn)行討論，從而找出被研究對(duì)象變化規(guī)律的一種思想方法。微元法不僅可以用于實(shí)際物體也可以用于過程、狀態(tài)、軌跡、線段等。實(shí)際中微元法大量的運(yùn)用近似，在分析過程中化曲為直、化變?yōu)楹?，將?fù)雜問題轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單問題，使問題的解決變得非常簡(jiǎn)便。

九. 將綜合問題轉(zhuǎn)化為若干單一問題-分解法

任何一個(gè)綜合性的物理問題都是由一些基本的物理問題組合而成的，因此解題時(shí)只要善于恰當(dāng)?shù)匕岩粋€(gè)綜合性問題轉(zhuǎn)化成若干個(gè)單一問題，化整為零，各個(gè)擊破，然后抓住各部分題意間的聯(lián)系，溝通和綜合，形成完整的解法，問題就解決了。

十. 由不對(duì)稱轉(zhuǎn)化為對(duì)稱-對(duì)稱法

自然界的一切物質(zhì)和變化過程都存在或產(chǎn)生它的對(duì)應(yīng)方面，表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)上的相似、形態(tài)上的對(duì)應(yīng)、物的反正、現(xiàn)象的相同、物質(zhì)上的一致等，即具有對(duì)稱性.在物理學(xué)中，對(duì)稱性有著更深一層的涵義，它表明物理規(guī)律在某種變換下具有不變性.現(xiàn)代物理學(xué)已經(jīng)證明，物理規(guī)律的每一種對(duì)稱性，都存在一個(gè)守恒定律與之對(duì)應(yīng).例如，物理規(guī)律不隨時(shí)間的推移而變化，這叫物理規(guī)律的時(shí)間平移不變性，有能量守恒定律與之對(duì)應(yīng)，又如，物理規(guī)律不隨空間平移而變化，與之相應(yīng)的是動(dòng)量守恒定律，等等.在研究和解決物理問題時(shí)，從對(duì)稱性的角度去考查過程的物理實(shí)質(zhì)，可以避免繁冗的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，迅速而準(zhǔn)確地解決問題.

參考文獻(xiàn)：

[1]李文輝.高中物理高考解題策略分析[J].學(xué)周刊，2017（04）：55-56.