浅谈物理思维.doc
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物理教学中创造思维的培养物理习题蕴含着概念、公式、规律间关系的多样性,决定了它可以变换不同的方法求解和习题题目的无限化.当前,很多教师和学生为了提高成绩,沉缅于茫茫题海之中,花费了不少精力,却收不到满意的效果.面对众多的物理习题,应当对学生加强思维方法的训练,提高学生的解题能力,才能收到事半功倍的效果.下面谈谈中学物理常用的思维方法和解题之间的联系.??一、正向思维和逆向思维一??所谓正向思维就是“循规蹈矩”,从问题的始态到终态,顺着物理过程的发展去思考问题.而逆向思维则是反其常规,是将问题倒过来思考的思维方法.有很多物理习题,利用正向思维方法解决比较困难或解决起来十分繁琐,而利用逆向思维却能收到很好的效果.??例1物体以速度v0被竖直上抛,不计空气阻力,在到达最高点前0.5s内通过的位移为多大?(g=10例m/s)??分析求解本题用正向思维不好求解,但利用逆向思维可很快求出答案.分析求解??若将物体从被上抛至到达最高点这一过程逆向看,将是一个自由落体运动,而此题所求的“到达最高点前0.5s内的位移”,正是自由落体前0.5s内的位移.则??s=(1/2)gt=(1/2)×10×(0.5)=1.25(m).??二、形象思维和抽象思维二??形象思维是指从具体的、较真实的、易理解的角度思考问题,而抽象思维则与之相反,是指人脑把各种对象或现象间共同的、本质的属性提取出来,并同非本质属性分离出来的过程.在物理解题时,抽象思维是学生把实际问题转化为典型物理问题的重要思维形式.如果把具体的物理问题化形象为抽象,找出事物的本质属性,则可简化解题过程.??例2如图1所示,abc和a'b'c'为平行放置的光滑金属导轨,ab、a'b'段形成一翘起斜面,b例c、b'c'段形成一水平面.在bc、b'c'的水平部分导轨之间穿过磁感强度为B、方向垂直向上的匀强磁场.在导轨水平部分放有质量为m的金属杆PQ,让质量为M的金属杆JK由距水平面高为h处无初速下滑.如果JK始终不与PQ接触,导轨的水平部分足够长并始终在磁场区域中,那么JK的最后速度是多大?222图1??分析求解金属杆JK滑到轨道水平部分时的速度不难由机械能守恒定律求得为v=,当金属杆JK继续滑动将引起闭合回路面积、磁通量、感生电流以及金属杆JK、PQ所受的安培力的一系列相互关联的变化.按上述物理过程用数学方法求出金属杆JK的最后速度v'十分繁琐.但是,若能透过电磁现象抓住问题实质就会发现,金属杆JK、PQ所组成的系统在水平轨道上运动的过程中,所受的外力的矢量和时时刻刻为零,因此系统的动量守恒,而且二者最后具有相同的速度v.这就是对具体问题进行了抽象思维,提取出了问题的本质和规律.因此,由动量守恒定律,得??Mv=(M+m)v',??v'=[M/(M+m)]v=[M/(M+m)].??可见,把具体的物理问题进行抽象思维,抓住事物的本质,能使运算变得简捷明快,而转化的关键是进行模型抽象的物理思维.??三、隔离思维与整体思维三??隔离思维是解题中的一种普遍有效的思维方法,使用它不仅能求出与部分有关的物理量,而且可以求出与整体有关的物理量;而整体思维方法即本着整体观念对系统进行整体上的分析.处理好隔离思维与整体思维的关系,可以找出解题的简捷方法.??例3如图2所示的容器中,容器A与容器B相连并通过阀门S隔开,其中容器A内充满6atm的气体,例容积为6L,容器B内充满同样的气体,容积为4L,压强为8atm.求阀门S开通后气体的压强(设温度不变).图2??分析求解由于pB>pA阀门S开通后有一部分气体将从容器B进入容器A,分析求解由于玻意耳定律只适用于质量一定、温度不变的气体,而A、B两容器中气体的质量均有变化,故对容器A、对容器B都不能直接应用玻意耳定律求解.若将容器A、容器B两部分气体看作一个整体,整体气体质量、温度均不变.则对整体由玻意耳定律,有??pAVA+pAVB=p(VA+VB),解得p=(pAVA+pAVB)/(VA+VB)=6.8atm.??例4如图3(a)所示,底座A上装有一根直立长杆,共总质量为M,杆上套有一质量为m的圆环B,它例与杆间有摩擦.当圆环以初速度v0沿杆向上运动时,圆环的加速度大小为a,底座A不动,求底座在圆环上升和下落过程中,水平面对底座的支持力分别是多大?图3??分析因圆环上升和下降过程中底座不动,且上升和下落过程中圆环对底座的作用不同,所以在计算分析此题时,不能将圆环和底座视为整体,应用隔离法.??略解圆环上升时,对其作受力分析,如图3(b)所示.略解??对圆环:f+mg=ma,??对底座:f'+N1-Mg=0,??f=f&