[摘 要]在高中理科各科目中，物理是相對較難學(xué)習(xí)的學(xué)科，學(xué)過高中物理的大部分同學(xué)，特別是物理成績中差等的同學(xué)，總有這樣的疑問：\"上課聽得懂，聽得清，就是在課下做題時不會。\"這是個普遍的問題，也是值得物理教師和同學(xué)們認(rèn)真研究的問題。本文介紹物理學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題的常見的幾種學(xué)習(xí)方法。

[關(guān)鍵詞]理想模型；等效替代法；微元法

在運用物理知識解決實際問題的過程中，人們逐步積累和形成了物理學(xué)中處理問題的方法。下面筆者就介紹幾種在高中物理中，常用問題的處理方法：

一、把研究對象、過程視為理想模型

在高中物理中，我們所研究的對象或物理過程可以說都是理想模型，例如在研究對象上有：質(zhì)點、輕桿、輕繩、彈簧振子、單擺、理想氣體、點電荷、理想電表、理想變壓器、勻強電場、勻強磁場、點光源、光線、原子模型；又如在研究物理過程時有：勻速直線運動、勻變速直線運動、勻速圓周運動、平拋運動、簡諧運動、簡諧波、彈性碰撞、自由落體運動、豎直上拋運動等等。下面以例題1具體說明如何在解題過程中正確選取研究對象和研究過程。

例題1： 精密測量電子比荷e/m的現(xiàn)代方法之一是雙電容法，其裝置如圖1所示，在真空管中由陰極K發(fā)射電子，其初速度可忽略不計。此電子被陰極K與陽極A間的電場加速后穿過屏障D1上的小孔，然后依次穿過電容器C1、屏障D2上的小孔和第二個電容器C2而射到熒光屏F上。陽極與陰極之間的電勢差為U，分別在電容器C1、C2上加有頻率為f的完全相同的正弦式交變電壓，C1、C2中心間的距離為L，選擇頻率f使電子束在熒光屏上的亮點不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。試證明電子的比荷為（其中n為正整數(shù)）。

圖1

【點撥解疑】 由題意，研究對象必然是電子，其對象模型顯然是帶電的質(zhì)點；對其過程模型的構(gòu)建，可按先后順序考慮；首先是在電場中的變加速運動，這是我們能處理的模型；接著進入電容器，遇到偏轉(zhuǎn)電場，由于電容器上加的是變化電壓，那么其中的電場是不穩(wěn)定的，隨時間變化的，電子沿電場方向的運動不是勻變速運動，這是我們沒辦法處理的。但考慮到電子加速后，速度很大，通過電容器的時間極短，如果忽略這一段時間內(nèi)的電壓變化，那么可把電子通過電容器的過程抽象為帶電質(zhì)點在穩(wěn)定勻強電場中的物理模型，電場的強度取決于進入電場的時機。

現(xiàn)在有兩個電容器，而且要求電子最后不偏轉(zhuǎn)，那么電子在電容器中的運動是否有更具體的物理模型呢？模型很簡單，就是進入每個電容器的時機都正好是電場強度等于零的時候，電子作勻速直線運動通過兩個電容器。

電子進入第一個電容器的時刻t1應(yīng)滿足條件，即，其中n1是自然數(shù)

同樣，進入第二個電容器的時刻t2應(yīng)滿足條件，即。其中n2是自然數(shù)。

所以，當(dāng)t2-t1=，即時，電子束不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，其中n是正整數(shù)。

又因為

所以

點評：該題讓我們體驗到了理想化方法的重要性。帶電粒子在電容器中運動，一般是要考慮偏轉(zhuǎn)，但該題卻是不偏轉(zhuǎn)，因此構(gòu)想出這一模型確是該題的難點。

有的時候例題還會取自日常社會生活問題，需要同學(xué)們把熟悉的實際問題轉(zhuǎn)化為物理模型，從而運用有關(guān)定理、定律來解決它，這也是對實際應(yīng)用能力的訓(xùn)練。

二、等效替代法

等效法就是在保證某一方面效果相同的前提下，用理想的、熟悉的、簡單的物理對象、物理過程、物理現(xiàn)象替代實際的、陌生的、復(fù)雜的物理對象、物理過程、物理現(xiàn)象的思想方法。等效法在物理解題中也有廣泛的應(yīng)用，主要有：物理模型的等效替代；物理過程的等效替代；作用效果的等效替代。

例題2：如圖2所示，在一個平面內(nèi)有6根彼此絕緣的通電直導(dǎo)線，通過的電流強度大小相同，方向如圖中的箭頭所示，I、II、III、IV四個區(qū)域是面積相等的正方形，則垂直紙面向外、磁通量最大的區(qū)域為_________；垂直紙面向里、磁通量最大的區(qū)域為_________；磁通量為零的區(qū)域為_________。

圖2

【點撥解疑】：本題如果利用安培定則分別判斷出6根通電直導(dǎo)線在這四個區(qū)域產(chǎn)生的磁場方向，然后用“·”和“×”的個數(shù)表示，再據(jù)個數(shù)的多少來確定這四個區(qū)域的磁通量大小和方向，則非常麻煩，如果用等效法，即把6根等效成1根電流方向如上圖虛線所示，再由上述方法便可迅速、準(zhǔn)確地判斷出所求結(jié)果：垂直紙面向外、磁通量最大的區(qū)域為II；重直紙面向里、磁通量最大的區(qū)域為IV；磁通量為零的區(qū)域為I、III。

由此可知，等效法是在效果相同的條件下，將復(fù)雜的狀態(tài)或運動過程合理地轉(zhuǎn)化成簡單的狀態(tài)或過程的一種思維方法。在中學(xué)物理練習(xí)中，經(jīng)常需要運用等效法處理問題。我們應(yīng)當(dāng)有意識地訓(xùn)練學(xué)生，使他們掌握這種處理問題的方法。

3.微元法

微元法指的是我們把研究對象或過程分隔成小塊的（微元）來加以研究。這種方法在人民教育出版社《物理》（新教材）中最為突出，例如在研究勻變速直線運動的位移與時間關(guān)系時，如右圖3將v-t圖象中整個運動過程劃分的非常非常細(xì)，很多很多小矩形的面積之和就能準(zhǔn)確地代表物體的位移，這時，“很多很多”小矩形頂端的“鋸齒形”就看不出來了，小矩形合在一起成了一個梯形，面積就是位移，從而推導(dǎo)出位移時間公式：

圖3

微元法實際上是一種微分的思想，在中學(xué)物理問題中是一種常用的處理方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]閻金鐸，田世昆.《中學(xué)物理教學(xué)概論》 高等教育出版社，1999年.

[2]許國梁 《中學(xué)物理教材教法》 江蘇教育出版社，1985年.