導(dǎo)語：物理常用解題思維論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

物理習(xí)題蘊含著概念、公式、規(guī)律間關(guān)系的多樣性，決定了它可以變換不同的方法求解和習(xí)題題目的無限化．當(dāng)前，很多教師和學(xué)生為了提高成績，沉緬于茫茫題海之中，花費了不少精力，卻收不到滿意的效果．面對眾多的物理習(xí)題，應(yīng)當(dāng)對學(xué)生加強思維方法的訓(xùn)練，提高學(xué)生的解題能力，才能收到事半功倍的效果．下面談?wù)勚袑W(xué)物理常用的思維方法和解題之間的聯(lián)系．

一、正向思維和逆向思維

所謂正向思維就是“循規(guī)蹈矩”，從問題的始態(tài)到終態(tài)，順著物理過程的發(fā)展去思考問題．而逆向思維則是反其常規(guī)，是將問題倒過來思考的思維方法．有很多物理習(xí)題，利用正向思維方法解決比較困難或解決起來十分繁瑣，而利用逆向思維卻能收到很好的效果．

例1物體以速度v0被豎直上拋，不計空氣阻力，在到達(dá)最高點前0．5s內(nèi)通過的位移為多大？（g＝10m／s2）

分析求解本題用正向思維不好求解，但利用逆向思維可很快求出答案．

若將物體從被上拋至到達(dá)最高點這一過程逆向看，將是一個自由落體運動，而此題所求的“到達(dá)最高點前0．5s內(nèi)的位移”，正是自由落體前0．5s內(nèi)的位移．則

s＝（1／2）gt2＝（1／2）×10×（0．5）2＝1．25（m）．

二、形象思維和抽象思維

形象思維是指從具體的、較真實的、易理解的角度思考問題，而抽象思維則與之相反，是指人腦把各種對象或現(xiàn)象間共同的、本質(zhì)的屬性提取出來，并同非本質(zhì)屬性分離出來的過程．在物理解題時，抽象思維是學(xué)生把實際問題轉(zhuǎn)化為典型物理問題的重要思維形式．如果把具體的物理問題化形象為抽象，找出事物的本質(zhì)屬性，則可簡化解題過程．

例2如圖1所示，abc和a''''b''''c''''為平行放置的光滑金屬導(dǎo)軌，ab、a''''b''''段形成一翹起斜面，bc、b''''c''''段形成一水平面．在bc、b''''c''''的水平部分導(dǎo)軌之間穿過磁感強度為B、方向垂直向上的勻強磁場．在導(dǎo)軌水平部分放有質(zhì)量為m的金屬桿PQ，讓質(zhì)量為M的金屬桿JK由距水平面高為h處無初速下滑．如果JK始終不與PQ接觸，導(dǎo)軌的水平部分足夠長并始終在磁場區(qū)域中，那么JK的最后速度是多大？

圖1

分析求解金屬桿JK滑到軌道水平部分時的速度不難由機械能守恒定律求得為v＝，當(dāng)金屬桿JK繼續(xù)滑動將引起閉合回路面積、磁通量、感生電流以及金屬桿JK、PQ所受的安培力的一系列相互關(guān)聯(lián)的變化．按上述物理過程用數(shù)學(xué)方法求出金屬桿JK的最后速度v''''十分繁瑣．但是，若能透過電磁現(xiàn)象抓住問題實質(zhì)就會發(fā)現(xiàn)，金屬桿JK、PQ所組成的系統(tǒng)在水平軌道上運動的過程中，所受的外力的矢量和時時刻刻為零，因此系統(tǒng)的動量守恒，而且二者最后具有相同的速度v．這就是對具體問題進(jìn)行了抽象思維，提取出了問題的本質(zhì)和規(guī)律．因此，由動量守恒定律，得

Mv＝（M＋m）v''''，

v''''＝［M／（M＋m）］v＝［M／（M＋m）］．

可見，把具體的物理問題進(jìn)行抽象思維，抓住事物的本質(zhì)，能使運算變得簡捷明快，而轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵是進(jìn)行模型抽象的物理思維．

三、隔離思維與整體思維

隔離思維是解題中的一種普遍有效的思維方法，使用它不僅能求出與部分有關(guān)的物理量，而且可以求出與整體有關(guān)的物理量；而整體思維方法即本著整體觀念對系統(tǒng)進(jìn)行整體上的分析．處理好隔離思維與整體思維的關(guān)系，可以找出解題的簡捷方法．

例3如圖2所示的容器中，容器A與容器B相連并通過閥門S隔開，其中容器A內(nèi)充滿6atm的氣體，容積為6L，容器B內(nèi)充滿同樣的氣體，容積為4L，壓強為8atm．求閥門S開通后氣體的壓強（設(shè)溫度不變）．

圖2

分析求解由于pB＞pA閥門S開通后有一部分氣體將從容器B進(jìn)入容器A，由于玻意耳定律只適用于質(zhì)量一定、溫度不變的氣體，而A、B兩容器中氣體的質(zhì)量均有變化，故對容器A、對容器B都不能直接應(yīng)用玻意耳定律求解．若將容器A、容器B兩部分氣體看作一個整體，整體氣體質(zhì)量、溫度均不變．則對整體由玻意耳定律，有

pAVA＋pAVB＝p（VA＋VB），

解得p＝（pAVA＋pAVB）／（VA＋VB）＝6．8atm．

例4如圖3（a）所示，底座A上裝有一根直立長桿，共總質(zhì)量為M，桿上套有一質(zhì)量為m的圓環(huán)B，它與桿間有摩擦．當(dāng)圓環(huán)以初速度v0沿桿向上運動時，圓環(huán)的加速度大小為a，底座A不動，求底座在圓環(huán)上升和下落過程中，水平面對底座的支持力分別是多大？

圖3

分析因圓環(huán)上升和下降過程中底座不動，且上升和下落過程中圓環(huán)對底座的作用不同，所以在計算此題時，不能將圓環(huán)和底座視為整體，應(yīng)用隔離法．

略解圓環(huán)上升時，對其作受力分析，如圖3（b）所示．

對圓環(huán)：f＋mg＝ma，①

對底座：f''''＋N1－Mg＝0，②

f＝f''''．③

聯(lián)立①、②、③式，可求得水平面對底座的支持力為

N1＝Mg－m（a－g）．

圓環(huán)下落時，對圓環(huán)和底座兩個物體進(jìn)行受力分析，如圖3（c）所示．

對底座：Mg＋f''''－N2＝0，

對圓環(huán)：mg－f＝ma''''，

f＝f''''，

聯(lián)立以上三式，求得圓環(huán)下落時水平面對底座的支持力為

N2＝Mg＋m（g－a''''）．

四、發(fā)散思維和收斂思維

所謂發(fā)散思維就是多角度、全方位的思考問題．而收斂思維是將大量的、甚至零亂的事實集中于一點的思維方式．

發(fā)散思維必須對某問題的共性有全面的掌握，聯(lián)系得越多，發(fā)散得越廣，產(chǎn)生對問題的求解方法就越多，從而可做到一題多解，并從多種解法中選擇出一種簡單明快的方法；收斂思維須對問題的個性有明確的認(rèn)識，分辨得越清，收斂得越準(zhǔn)，這種思維方式可做到多題一解．

例5某一物體被豎直上拋，空氣阻力不計．當(dāng)它經(jīng)過拋出點上方0．4m處時，速度為3m／s．當(dāng)它經(jīng)過拋出點下方0．4m處時，速度應(yīng)為多少？（g＝10m／s2）

分析求解此題可從多個方面入手求解．

解法一設(shè)到達(dá)拋出點上方0．4m處時還能上升高度為h，則

h＝v02／2g＝32／（2×10）＝0．45（m）．

物體從最高點自由下落高度為H＝（0．45＋0．4＋0．4）m時的速度為

vt＝2gH＝2×10×1．25＝5（m／s）．

解法二設(shè)位移為h1＝0．4m時速度為v1，位移為h2＝－0．4m時速度為v2，則

v12＝v02－2gh1，

v22＝v02－2gh2，

即32＝v02－2×10×0．4，

v22＝v02－2×10×（－0．4），

解得v2＝5m／s．

解法三根據(jù)豎直上拋物體的上拋速度與回落速度等值反向的特點可知：物體回落到拋出點上方0．4m時，速度為3m／s，方向豎直向下．以此點為起點，物體做豎直下拋運動，從此點開始到原拋出點下方0．4m處的位移為h＝（0．4＋0．4）m，那么，所求速度為這段時間的末速度，即

vt＝＝5m／s，

再看如下兩題：

例6質(zhì)量為m的子彈以水平速度v0射入放于光滑水平桌面上的質(zhì)量為m的木塊中未射出，若要求子彈99％的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，應(yīng)滿足什么條件？

例7如圖4所示，金屬桿A從h高處沿光滑的弧形平行導(dǎo)軌下滑，進(jìn)入光滑導(dǎo)軌水平部分后，有豎直向上的勻強磁場B，水平導(dǎo)軌上原來靜止放置著另一個金屬棒C．設(shè)A、C兩棒不會相撞，水平導(dǎo)軌足夠長，若使A棒有90%的機械能轉(zhuǎn)化為電能，應(yīng)滿足什么條件？

圖4

上面兩題中的前者屬于力學(xué)中完全非彈性碰撞之類，后者屬于電磁感應(yīng)之類．我們仔細(xì)分析不難發(fā)現(xiàn)，兩者均可以收斂于“完全非彈性碰撞”，即通過動量守恒定律和能量守恒定律求解（解略）．

五、等效思維

等效思維是指以效果相同出發(fā)，對所研究的對象提出一些方案或設(shè)想進(jìn)行研究的一種方法．等效條件、等效變換、等效假設(shè)等均屬此列．這種方法具有啟迪思維、擴(kuò)大視野、觸類旁通的作用．如力學(xué)中的合力是分力的等效代替，運動學(xué)中的合運動是分運動的等效代替，以及電路的等效，質(zhì)量的等效等等．

例8如圖5所示，真空中一帶電粒子，質(zhì)量為m、帶電量為q，以初速度v0從A點豎直向上射入水平向左的勻強電場中，此帶電粒子在電場中運動到B點時，速度大小為2v0，方向水平向左，求該電場的場強和A、B間的電勢差？

分析帶電粒了受力如圖6所示，經(jīng)分析帶電粒子做類斜拋運動（斜拋運動已超綱），學(xué)生很難解答，如果能把這個復(fù)雜的運動等效成豎直向上的勻減速運動和水平向左的勻加速運動，學(xué)生便容易解答．

圖5

圖6

略解帶電粒子A到B點時速度水平向左．粒子在豎直方向上做勻減速運動，速度從v0減為零，在相同的時間內(nèi)，粒子在水平方向做初速為零的勻加速運動，速度從零增為2v0，可得水平加速度a＝2g．

（1）Eq／m＝2g，E＝2mg／q．

（2）Uq＝（1／2）m（2v0）2＝2mv02，U＝2mv02／q．

六、圖象思維

所謂圖象思維是指利用圖象的物理意義來分析問題的思維方法．如運動學(xué)中的追及問題、振動和波的問題、熱學(xué)中氣體狀態(tài)連續(xù)變化的問題，均可利用圖象進(jìn)作分析，既直觀又方便．

例9如圖7所示，粗細(xì)均勻、兩端封閉的U形玻璃管中A、B兩部分氣體被水銀柱分開．若A、B氣體開始溫度相同，最后升高相同的溫度時，水銀柱將向哪個方向運動？

圖7

圖8

分析由題意可知，初始狀態(tài)，B中氣體壓強高于A中氣體壓強，當(dāng)升高相同的溫度時，A、B氣體的三個參量都發(fā)生變化，因此我們可假設(shè)A、B氣體體積不變，把它們的“等容”變化情況反映到p－T圖象中，比較ΔpA和ΔpB的大?。趐－T圖象中設(shè)A的“等容”線與T軸的夾角為α；B的“等容”線與T軸夾角為β．如圖8，顯然tgβ＞tgα，而ΔpA＝ΔTtgα，ΔpB＝ΔTtgβ，則ΔpA＜ΔpB，故水銀柱向A運動．

七、臨界思維

臨界思維是指利用物體處于臨界狀態(tài)時的條件來解決物理問題的一種思維方式．

例10如圖9（a）所示，斜面傾角θ＝60°，物體的質(zhì)量為m，若整個裝置以加速度a＝g向右做勻加速直線運動時，則細(xì)繩對物體的拉力是多大？

分析求解此題若不加分析，按常規(guī)方法用牛頓第二定律求解，將必會出錯．正確方法是用臨界思維方法求解．設(shè)物體將離而未離斜面時的臨界加速度為a．（此時N＝0）

圖9

由圖9（b）列牛頓第二定律方程為：

Tcosθ＝ma0，①

Tsinθ＝mg．②

由①／②得a0＝gctgθ＝（／3）g．

因為a＝g＞a0，所以物體已飛離斜面．

如圖9（c），設(shè)物體的連線與豎直方向的夾角為β，則

Tsinβ＝ma，③

Tcosβ＝mg．④

由③／④得tgβ＝a／g＝1，β＝45°，

故T＝mg／cos45°＝mg．

另外，在物理解題中，用到的思維方法還有極限思維、類比思維、假設(shè)思維等，在此不再一一闡述．總之，學(xué)生的思維能力決定著解題能力．因此在平時的教學(xué)過程中，教師應(yīng)有意點撥和訓(xùn)練學(xué)生的思維，使其在掌握基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，學(xué)會靈活思考問題的思維方式．這樣，既提高了學(xué)生的思維能力和解題能力，又可使學(xué)生對物理學(xué)的興趣更加濃厚，形成學(xué)習(xí)的良性循環(huán)．