高中物理解題策略的方法訓(xùn)練分析

顧 忠

(江蘇省啟東市匯龍中學(xué) 226200)

隨著高中物理新課標(biāo)改革的推動(dòng)落實(shí)，我國(guó)高中在進(jìn)行高中物理解題策略訓(xùn)練時(shí)都做出了全方位的改革.針對(duì)不同學(xué)生，高中物理教師應(yīng)該制定專門化的解題方式訓(xùn)練，以此來(lái)幫助學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，不斷提高自主創(chuàng)新解題策略，理解應(yīng)用高中物理知識(shí)解決物理問(wèn)題.本文將圍繞高中物理解題策略的方法訓(xùn)練分析展開(kāi)討論.

一、高中物理解題策略之等效替代法

在高中物理學(xué)習(xí)的主要目的還是為了適應(yīng)全國(guó)高考，所以由高中物理學(xué)科衍生出的高中物理題型往往非常復(fù)雜晦澀，不能直觀簡(jiǎn)潔的演算出結(jié)果.因此，傳統(tǒng)簡(jiǎn)化的高中物理解題策略方法無(wú)法使用，由此引入了等效替代法的高中物理解題策略方法.顧名思義，等效替代法就是將復(fù)雜的物理變量用特殊的變量代換，是一種化繁為簡(jiǎn)的物理解題手段.當(dāng)學(xué)生在遇到無(wú)從下手的物理問(wèn)題時(shí)，首要的選擇就是采取化繁為簡(jiǎn)的解題策略，將晦澀的物理問(wèn)題簡(jiǎn)單化、透明化，通過(guò)等效替換最后達(dá)到解決復(fù)雜高中物理問(wèn)題的目的和效果.換句話說(shuō)，就是在簡(jiǎn)單和復(fù)雜中找到平衡點(diǎn)，從而達(dá)到正確解題的過(guò)程.

例如，高中物理中的困擾學(xué)生的解題難點(diǎn)之一是“受力分析”，教師可以引導(dǎo)學(xué)生用合成力代替同一方向上的不同力.教師在備課前可以先準(zhǔn)備小貨車模型，在課上先將小貨車模型放在桌上，讓學(xué)生在紙上畫(huà)出并分析桌子的受力情況.根據(jù)物理知識(shí)，可以清晰的分析出桌子受到貨車的重力G，同時(shí)桌子也給予小貨車模型支撐力F.一般情況下，學(xué)生都可以分析出來(lái)支撐力F和重力G，但是卻很難轉(zhuǎn)變思路，教師可以在黑板上畫(huà)出桌子的受力分析，在重力G和支撐力F的基礎(chǔ)上，引入一個(gè)新的變量F′，并賦予F′=G-F的絕對(duì)值的等式概念，由此可得F′就是等效替代法中引入的簡(jiǎn)單變量.教師通過(guò)簡(jiǎn)單分析力的合成，讓學(xué)生了解了高中物理解題策略方法中的等效替代法，當(dāng)在遇到復(fù)雜物理問(wèn)題時(shí)，可以熟練應(yīng)用等效替代法.

二、高中物理解題策略之假設(shè)解題法

假設(shè)解題法是高中物理解題策略方法中一種較為新奇的解題策略方法，其主要應(yīng)用于復(fù)雜的物理問(wèn)題，通過(guò)引用假設(shè)，讓題設(shè)中出現(xiàn)的相關(guān)變量因素更加具體，使得解題過(guò)程中的阻礙減少.同時(shí)也可以利用假設(shè)解題法虛擬物理題設(shè)中的呈現(xiàn)的判斷推理過(guò)程，以反面驗(yàn)證的方式來(lái)驗(yàn)證物理題設(shè)中需要證明的物理問(wèn)題的正確與否，以此來(lái)探尋物理問(wèn)題的實(shí)質(zhì).在物理題型變量變化的過(guò)程中，物理變量必須經(jīng)歷狀態(tài)的變化，而變化過(guò)程中的邊界點(diǎn)是解決問(wèn)題可以進(jìn)行假設(shè)分析的臨界狀態(tài).其物理量稱為假設(shè)臨界值.假設(shè)臨界值將物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分為兩個(gè)過(guò)程.它與物體變化前后的兩種狀態(tài)和特征有關(guān).同時(shí)，也有一定的隱蔽性，設(shè)出正確的假設(shè)，分析臨界狀態(tài)的規(guī)律，才能得到正解.

例如，在進(jìn)行“串并聯(lián)電路故障排查”解題分析時(shí)，需要首先分析題設(shè).往往題設(shè)是在一個(gè)電路圖中，將電源開(kāi)關(guān)開(kāi)啟，但是燈泡未發(fā)生照明功能，其中電路MN一段兩端電壓表測(cè)得電壓為0，電路中另一段AB兩端電壓表測(cè)得的電壓也為0,電源電壓測(cè)得為5V，要求請(qǐng)對(duì)電路中可能出現(xiàn)故障的原因做出排查.此時(shí)就可以應(yīng)用到假設(shè)解題方法.首先，可以假設(shè)線路1發(fā)生短路，但是根據(jù)題設(shè)中測(cè)得MN兩端的電壓為0，線路1發(fā)生短路與問(wèn)題出現(xiàn)的信息不一致，所以選擇線路1發(fā)生短路是錯(cuò)誤的；那么可以假設(shè)線路2發(fā)生短路，同樣根據(jù)題設(shè)中測(cè)得AB兩端的電壓為0，線路2發(fā)生短路與問(wèn)題出現(xiàn)的信息不一致，所以選擇線路2發(fā)生短路也是錯(cuò)誤的；接下來(lái)再假設(shè)，電路發(fā)生故障是因?yàn)殡娐分械淖冏杵靼l(fā)生開(kāi)路，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，結(jié)果表明，電源兩端電壓與變阻器電壓相同，電壓值均為5V，所以，可以得出結(jié)論，電路出現(xiàn)故障就是由于電路中的變阻器發(fā)生斷路.

三、高中物理解題策略之圖像解題法

在高中物理題型中，很多條件都難以通過(guò)題設(shè)得知，想要獲得解題的完整因素，往往需要借助圖形.圖像解題法主要是學(xué)生在進(jìn)行物理解題時(shí).積極借助圖像的繪制來(lái)加深對(duì)題目的理解以及對(duì)題目隱含條件的挖掘，對(duì)于解決復(fù)雜的高中物理和數(shù)學(xué)問(wèn)題是非常實(shí)用的.它進(jìn)一步促進(jìn)了物理知識(shí)和已知條件的結(jié)合，幫助學(xué)生直觀地理解和掌握不同物理變量之間的關(guān)系，分析變量的作用.作為解決問(wèn)題的一種重要輔助手段，圖像解法可以使學(xué)生只從虛無(wú)中想象不懂的東西，并借助圖像來(lái)表現(xiàn)得很好.最后，它使物理求解簡(jiǎn)單易行.

例如，分析經(jīng)典物理例題“求小球的變化極值”一題中可以應(yīng)用到圖像分析方法.把一個(gè)質(zhì)量均勻的小球放在光滑的斜面上，斜面的傾斜角可以設(shè)置為α,當(dāng)小球滑落了一段時(shí)間后,用一塊泡沫板擋住小球,小球停下運(yùn)動(dòng),小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中逐漸增大泡沫板與斜面之間的傾斜角.小球?qū)ε菽宓膲毫怎樣變化,求變化極值.可以對(duì)小球進(jìn)行受力分析畫(huà)出圖像,根據(jù)小球的受力分析圖可得出,小球所受斜面支撐力F1與泡沫板的阻力F2的合力與小球的重力G等值反向,由圖可以看出,F1的方向不變,且隨著泡沫板板與斜面夾角的增大,F1也越來(lái)越大,F2先變小再變大,根據(jù)圖形算出F2的極小值和極大值,因?yàn)榕菽鍖?duì)球的阻力與小球?qū)ε菽宓膲毫κ且粚?duì)作用力與反作用力的關(guān)系,所以可以根據(jù)圖形，算出小球?qū)ε菽宓膲毫的極小值和極大值.在高中物理解題策略中，形象法是一種常見(jiàn)而實(shí)用的方法.與其他方法相比，圖像方法具有較強(qiáng)的直觀性和可視化能力，主要研究?jī)蓚€(gè)變量之間的關(guān)系.在高中物理中，很難找出問(wèn)題有多難的最終結(jié)果.圖像法的引入使問(wèn)題的求解變得簡(jiǎn)單易行.

四、高中物理解題策略之假設(shè)法

假設(shè)法則是在分析物理題已知條件的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加或者刪減已知條件的方式來(lái)提高高中生物理題解題思路的條理性與清晰性，實(shí)現(xiàn)了物理題從復(fù)雜難解到簡(jiǎn)單易解的轉(zhuǎn)變，幫助高中生打破物理慣性思維，讓高中生大膽的做出各種猜想與假設(shè)，提高了高中生解題方法的多樣性與靈活性.高中生既可以假設(shè)不同物理實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景、物理過(guò)程等，也可以假設(shè)物理量、解題條件以及問(wèn)題結(jié)論等，并運(yùn)用假設(shè)條件與已知條件進(jìn)行物理邏輯推理，得出相應(yīng)的結(jié)論，從而判斷原有結(jié)論是否成立.假設(shè)法在提高高中生解題能力的同時(shí)，也鍛煉了高中生創(chuàng)新思維與逆向思維等能力.

例如，老師根據(jù)物理力學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)問(wèn)題，一根輕質(zhì)彈簧的上端固定好，下端掛上質(zhì)量為a的圓形盤子，并在盤子中放上一個(gè)質(zhì)量為b的正方體，當(dāng)圓形盤子靜止不動(dòng)時(shí)，拉伸后彈簧的總長(zhǎng)度是c厘米，如果繼續(xù)向下拉伸彈簧，讓其長(zhǎng)度達(dá)到m厘米，隨后松開(kāi)手，讓高中生計(jì)算剛松手時(shí)圓形盤子對(duì)物體的支持力.大多數(shù)高中生可以根據(jù)已知條件明確問(wèn)題考試點(diǎn)為牛頓第二定律，因此，高中生可以假設(shè)c=m時(shí)，意味著沒(méi)有將圓形盤繼續(xù)下拉，圓形盤子仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧長(zhǎng)度不變，此時(shí)盤子對(duì)正方體的支持力是bg，從而計(jì)算出問(wèn)題的答案.

高中物理的解題策略更多的是讓學(xué)生針對(duì)物理考試中的題型做出快速判斷，物理學(xué)是人們探求世界物質(zhì)起源的根本性學(xué)科，其教學(xué)目標(biāo)在于培養(yǎng)具有理性思維的人才對(duì)物質(zhì)世界相對(duì)運(yùn)動(dòng)及相互作用力進(jìn)行探究和討論.高中物理，是學(xué)生通向物理學(xué)科的關(guān)鍵，高中物理重要性在于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理問(wèn)題的敏感度，及對(duì)物理知識(shí)的熟練運(yùn)用和掌握.