〔關(guān)鍵詞〕 高三;物理總復(fù)習;思維;訓(xùn)練
〔中圖分類號〕 G633.7 〔文獻標識碼〕 C
〔文章編號〕 1004—0463(2007)08(B)—0052—02
一、思維的基本形式
思維,從方向上可分為正向思維和逆向思維.所謂正向思維是指從已知條件出發(fā),利用許多中間量和中間環(huán)節(jié)求出未知量的思維過程.而逆向思維是從未知量出發(fā),利用許多中間量和中間環(huán)節(jié)找到已知條件的思維過程.而中間量和中間環(huán)節(jié)則又構(gòu)成了思維的基本形式——串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián).所謂串聯(lián),就是根據(jù)已知條件,利用第一公式求出第一個中間量,再利用第二公式求出第二個中間量,依次類推,直至求出未知量.有的題只能用這種最基本的思維形式解答.所謂并聯(lián),就是根據(jù)已知條件,找到兩個或兩個以上的突破口,每一突破口,都是一個串聯(lián)的思維形式,再把所有串聯(lián)的基本形式聯(lián)立求出未知量.這是常用的解題方法.所謂混聯(lián),則是串聯(lián)和并聯(lián)的綜合運用,是高級思維形式,解高考題目時經(jīng)常運用.
二、思維的訓(xùn)練
1.畫圖思維訓(xùn)練.一道難題無外乎是需要混聯(lián)的思維方式,只要把復(fù)雜的邏輯推理過程用簡單的文字、符號、字母、圖形表示出,那整個復(fù)雜題目的物理情景就呈現(xiàn)在我們面前,我們就容易發(fā)現(xiàn)題目與哪些物理規(guī)律相聯(lián)系,從而順利地解決問題.
[例1] 太陽從東邊升起,西邊落下,是地球上的自然景觀,但在某些條件下,在緯度較高地區(qū)上空飛行的飛機上,旅客可以看到太陽從西邊升起的奇妙現(xiàn)象,這些條件是_____________.
[解析] 根據(jù)題意畫出如圖1所示的平面和立體圖形.設(shè)太陽光照射在地球上,地球左半球為白天,右半球為黑夜.地球自西向東轉(zhuǎn)(如圖1箭頭所示),A點表示清晨,B點表示傍晚.飛機在A點向東或向西飛行、在B點向東飛行,旅客均不能看到“太陽從西邊升起”的奇妙現(xiàn)象,只有在B點向西飛行,即追趕落山的太陽,才能滿足題意.答案:時間必須是傍晚,飛機正在由東向西飛行,飛行的速率必須較大.
2.逆向思維訓(xùn)練.有的題目按照正常的正向思維思考往往得不到結(jié)果,而如果從最終的問題著手,進行逆向思維,則會有柳暗花明的感覺.
[例2] 如圖2所示,質(zhì)量相同的兩木塊從同一高度同時開始自由下落,至某一位置時A被水平飛來的子彈擊中(未穿出),則A、B的落地時間tA、tB的比較,正確的是________________.
[解析] 采用逆向思維,即從下落時間的長短入手.這取決于豎直方向的速度,與水平方向速度無關(guān).在豎直方向上由于滿足子彈與木塊用力的沖量遠大于重力的沖量,所以在豎直方向上總動量也守恒.取向下為正有:MvA=(M+m)vA′,vA=vB,顯然vA′
3.多解思維訓(xùn)練.對于選擇題首先應(yīng)判斷是單項選擇還是多項選擇.如果所給選項是不相容的、互相矛盾的,那么此題是單項選擇題;否則多為多項選擇題.還要注意題目中的判斷是“一定”還是“可能”,再根據(jù)事物的客觀規(guī)律,判斷出正確答案.
[例3] 在光滑水平面上,兩球沿球心連線以相等速率相向而行,并發(fā)生碰撞,下列現(xiàn)象可能發(fā)生的是:
A.若兩球質(zhì)量相同,碰后以某一相等速率互相分開.
B.若兩球質(zhì)量相同,碰后以某一相等速率同向而行.
C.若兩球質(zhì)量不同,碰后以某一相等速率互相分開.
D.若兩球質(zhì)量不同,碰后以某一相等速率同向而行.
[解析] 首先題目中的“可能”已經(jīng)有暗示;再則答案中的A、B項討論的條件與C、D項的正好相反,A、B與C、D是相容的,A與B、C與D又都是不相容的,故此題可能是多選題.因為碰撞過程中動量守恒,若兩球質(zhì)量相同,碰前動量和為零,則碰后動量和必定為零,所以A正確;若兩球質(zhì)量不等,碰前動量和不為零,碰后兩球的合動量必定與碰前動量相等,所以碰后以某一相等速率互相分開是不可能的,而碰后以某一相等速率同向而行是有可能的.答案是:A、D.
4.動態(tài)、靜態(tài)轉(zhuǎn)化的思維訓(xùn)練.
[例4] 如圖3所示,一質(zhì)量不計的直角形支架兩端分別連接質(zhì)量為m和2m的小球A和B.支架的兩直角邊長度分別為2l和l,支架可繞固定軸O在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動.開始時OA邊處于水平位置,由靜止釋放,求A球所能達到的最大速度.
[解析]要計算整個裝置在下落過程中A球的最大速度,必須進行動態(tài)和靜態(tài)分析.首先,此題滿足機械能守恒的條件,支架在下落過程中,兩球總重力勢能最小時,二者的動能最大.兩小球圍繞O點的轉(zhuǎn)動,類似于同一轉(zhuǎn)盤上半徑不同的兩點,它們的角速度相同,線速度之比vA∶vB=2∶1.其次,支架在下落過程中兩小球線速度時刻在變化(這是動態(tài)),要求對于A小球速度最大的位置(靜態(tài))進行討論.
假設(shè)OA直角邊轉(zhuǎn)到與豎直方向成θ角時獲得最大速度,根據(jù)機械能守恒定律(取OA邊所在的水平位置為零勢能面)得:
5.學(xué)科內(nèi)知識聯(lián)系的思維訓(xùn)練.在高三進行橫向知識聯(lián)系的思維訓(xùn)練,即對學(xué)生掌握的知識與知識之間架起“橋梁”,使知識形成“體系”,成為“網(wǎng)絡(luò)”,這是提高學(xué)生綜合思維能力必不可少的重要一環(huán).
[例5] 如圖4所示,兩根電阻不計,間距為l的平行金屬導(dǎo)軌,一端接有阻值為R的電阻,導(dǎo)軌上垂直擱置一根質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒,整個裝置處于豎直向上磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中.現(xiàn)給金屬棒施一沖量,使它以初速v0向左滑行.設(shè)棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ,金屬棒從開始運動到停止的整個過程中,通過電阻R的電荷量為q.求:(導(dǎo)軌足夠長)
(1)金屬棒沿導(dǎo)軌滑行的距離;
(2)在運動的整個過程中消耗的電能.