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1 创新型思维解题
假设法在解决物理问题时通常从特殊信息源入手,在遵循一般物理规律的情况下采取较为便捷的逆向推导模式,因此在物理问题求解中起到事半功倍的效果.现阶段物理教学中对学生逆向假设思维的培养不仅是对物理知识体系的完善,更重要的是能够通过对物理规律的认识提升学生处理实际问题的能力,使得物理问题的求解变得简单化.
例如果互相接触的A与B2个物体,使用同样加速度沿着固定的斜面下滑,如图1所示.已知A与斜面之间动摩擦因数是μ(μ<tanθ),则如何判断A与B间是否存在弹力作用.该题中若采用常规物理思维求解需要引入了较多的未知参量,很难定性判别是否有弹力的存在.然而如果采用假设法,将两物体之间的弹力设为FN,显然FN具备物理矢量的特征,可以为正、负以及零值,进而根据物理平衡条件得到具体的平衡方程,再进行定量讨论得到答案.
因此之前的假设不成立,也就是A与B2个物体间并无弹力作用,可见假设法的应用能够巧妙地将物理知识和数学运算相结合,使得抽象的物理问题能够通过代数运算定量表征.
2 化整为零,逐个击破
高中物理中化整为零的思维源于构建具体物理模型的过程,尤其在处理运动学问题时涉及的矢量分析等.例如在研究平抛运动时,对总体平抛运动轨迹分析如果采用抽象思维就很难从细节上表征平抛运动中物体所具备的速度、位移特征,如果采用“化整为零”的思维,可以将运动过程进行拆解分析,逐个击破难点.
教材基本理论指出,平抛运动的典型特征是在水平方向上具备一定的运动速度,如果忽略空气阻力的影响,该水平方向的速度始终保持恒定,然而由于重力的作用,在运动过程中竖直方向上由于重力提供合力使其加速运动,因此其合运动是竖直方向的匀加速直线运动和水平方向的匀速直线运动叠加而成.为了使问题的求解简单化,可以采用化整为零的思想,构建具体的物理模型,将水平方向和竖直方向独立考虑,逐个击破.亦即将合速度分解为互相正交的水平方向速度vx和竖直方向速度vy,进而进行逐一求解(图2).这样问题就转化成简单的匀速直线运动和自由落体运动,对于多数学生来说对这2种运动的掌握比较容易,进而对平抛运动能够熟练处理,达到了物理教学的目的.
3 化零为整,系统思维法
系统思维法的本质是将相互间有关系的几个物体或物理过程看作是一个有机的整体进行研究.该思维的优势在于可以略去系统内部相互作用的复杂性,使得物理问题变得系统化,使用这种方法的关键在于总览全局,寻找最佳宏观入手点,有的放矢地进行理论应用.
高中物理创新物理思维是解题的灵魂,对于复杂物理问题的处理通常需要多种思维的结合运用,只有将创新思维应用到物理问题的求解中,才能将客观现象和理论的大学学报框架系统对应起来,达到对事物本质的探究目的.
作者:江苏 朱洪强 单位:江苏省苏州市吴江区青云中学