巧用思維流程圖梳理物理解題思路*
——以第32屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽模擬試卷三第10題為例

張楓苑

(新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第二中學(xué) 新疆 烏魯木齊 830002)

學(xué)生在步入高中生活之后，普遍反映高中的物理學(xué)科與初中的物理學(xué)科有很大的差別，學(xué)生認為高中物理的計算題綜合性強，對思維要求高，常常無法找準切入點，很難梳理出完整思路．

思維流程圖源于計算機語言中的流程圖，即用簡單的字母或文字符號表示的推理思路、步驟、因果聯(lián)系最后得出結(jié)果的思維過程示意圖．學(xué)生的推理思維能力還沒有完全建立起來，在較復(fù)雜物理問題面前束手無策，而思維流程圖采用“一因一果”的漸進式推理，適合學(xué)生思維特點，能夠幫助學(xué)生逐步形成線性的物理思維方法，從而提高學(xué)習(xí)效率．本文旨在探究將思維流程圖應(yīng)用于高中物理解題中的效果，下面以一道競賽題為例展開論述，供讀者參考．

圖1 例題圖

標準答案：

以整個屋架為對象，列各外力對支點8的力矩平衡方程，有

又由整個屋架的受力平衡關(guān)系應(yīng)有

所以

且N8的方向豎直向上．

假設(shè)將絞接點5，6，7，9這部分從整個屋架中隔離出來，則這部分受到桿15，桿47，桿36的作用力，這幾個作用力均沿與桿15平行的方向，設(shè)其以一個力T表示，則這個力T也必與桿15方向平行．此外，這部分還受到桿25的作用，設(shè)其為T25，顯然T25的方向應(yīng)沿水平方向；這部分還受到支持力N9的作用．這樣，這部分就等效為受T，T25和N93個力的作用而平衡．

則表示此三力的矢量構(gòu)成一個封閉三角形，由前述此三力的方向關(guān)系可以確定，這一三角形只能是如圖2所示的三角形，由此三角形可見

圖2 標準答案隔離絞接點5，6，7，9受力分析的三角形

桿25對點5的作用力方向水平向左，可見桿25中的內(nèi)力為張力．

又假設(shè)取絞接點8為研究對象，它受到支持力N8和桿82對它的作用力T82和桿81對它的作用力T81，由于此三力平衡，則N8與T82的合力必沿桿81的方向，可見應(yīng)有

T82=N8=P

且T82的方向應(yīng)水平向右，即桿82的內(nèi)力為張力．

綜合上述可得點2的受力如圖3所示

圖3 標準答案絞接點2受力分析圖

由圖知

得

最后以點4為研究對象，它受到與之相連的3根桿的3個力的作用．此三力應(yīng)互相平衡．現(xiàn)以T42，T47，T43表示這3個力，由于T42的方向是確定的(桿42的內(nèi)力為張力，則T42必沿由點4指向點2的方向)，而T47，T43又只能沿對應(yīng)桿的方向，則此三力只可能取如圖4所示的方向．

圖4 標準答案絞接點4受力分析圖

由點4在水平方向的受力平衡，應(yīng)有

T42cos45°=T47cos45°

所以

T47=T42

由點4在豎直方向的平衡，應(yīng)有

T43=T42sin45°+T47sin45°=P

即桿43中的內(nèi)力為張力，大小為P．

思維流程圖：

思維流程圖如圖5所示.

圖5 例題思維流程圖

解：對屋架整體受力分析得

(1)

對屋架以支點8力矩平衡∑M順=∑M逆得

(2)

聯(lián)立式(1)、(2)解得

將標準答案敘述方式和思維流程圖解析方式進行對比分析，可發(fā)現(xiàn)思維流程圖的方法更加契合學(xué)生在讀完題目以后的思想活動．標準答案的敘述方式是書寫者腦海中已經(jīng)有了完整的思路以后，從思路落腳的第一步開始書寫，比如標準答案在受力平衡與力矩平衡之后直接對鉸接點5，6，7，9整體受力分析，這對學(xué)生理解的要求非常高，學(xué)生往往無法直接看出對5，6，7，9整體受力分析的原因．學(xué)生在讀完題目思考過后更需要的是如何根據(jù)所要求的未知量以及題目已給的設(shè)定情境去一步一步分析和推理得出思路，在這一方面思維流程圖更加適合學(xué)生的心理活動，更能滿足學(xué)生的需求．根據(jù)思維流程圖逐步分析結(jié)果如圖6所示.

圖6 例題思維流程實施圖

評注：探究思維流程圖對于高中物理解題中應(yīng)用的初步結(jié)果顯示出思維流程圖對于學(xué)生具有一定的積極作用，可幫助學(xué)生根據(jù)嚴謹?shù)囊蚬评硪徊揭徊绞崂沓鏊悸?，利用流程圖線性展示的特點使得思路更加直觀和具體，不再抽象，降低了題目對思維的要求和難度，提高了做題效率．

總而言之，物理解題不能僅憑經(jīng)驗解題，高中物理習(xí)題的題目相對初中更加復(fù)雜與綜合，如果缺乏行之有效的解題思路和方法理論，很難保證學(xué)生每次遇到題目都有正確方法去應(yīng)對．所以我們需要一套有目的性和計劃性、系統(tǒng)性和可重復(fù)性的解題方法、解題思路．思維流程圖作為一種由已知求未知，一步步按部就班的推導(dǎo)，不依靠巧妙特殊方法的推導(dǎo)思路方式，相對于目前總結(jié)的模型套路更具有普適性，尤其是當(dāng)學(xué)生對于模型套路解題方法掌握不佳，或題目較為復(fù)雜摸不清套路時，思維流程圖能讓思路更加直觀清晰．建議可在講解題目和展示答案時配以思維流程圖為輔助，讓學(xué)生的“為什么要這樣做？”“怎么想到要這樣做？”等等疑問越來越少．