賴賢明
【內(nèi)容摘要】學生學習物理知識的過程就是利用復雜抽象的思維去認識事物本質(zhì)及規(guī)律的過程,學生的物理思維活動主要體現(xiàn)在物理抽象思維、物理形象思維及物理直覺思維三個方面,因此,把握物理思維分析的學習策略是學好物理的關鍵。
【關鍵詞】高中物理 思維分析 學習策略
一、假設思維策略
在學習高中物理的過程中還需要用到假設思維,所謂的假設思維就是以物理理論為基礎,通過對物理命題及模型進行科學合理的假設,來巧妙地解釋物理現(xiàn)象和實驗結果的一種重要的思維方式。物理學說通常都是以假設為基礎建立起來的學說,如波爾原子模型學說。玻爾原子模型學說的內(nèi)容雖然是假設的,但卻合理地解釋了氫光譜規(guī)律。物理學家通過對物理條件、狀態(tài)、過程及結論進行假設,再通過利用物理規(guī)律來進行分析、計算及討論來解決相關物理問題,并且這一方法通常會與反證法相互結合,通過反證來驗證假設的正確性。假設思維是一種非常重要的思維方法,有利于探索發(fā)現(xiàn)未知的物理領域的問題。
二、極限思維策略
極限思維方法是一種重要的研究物理問題的思維方法。物理學家在研究物理問題時,通常會把物理現(xiàn)象及過程推及到相應區(qū)域內(nèi)的極限情況,以此來發(fā)現(xiàn)物理外推的本質(zhì),并得出規(guī)律性的認知及判斷?;旧纤械奈锢硪?guī)律都會涉及到極限思維的利用,如伽利略的慣性定律、開爾文的熱力學定律等,通常物理學家會利用極限假設法、臨界狀態(tài)分析法及特殊值分析法三種極限思維方法來分析物理問題,利用極限思維方法不僅可以簡化物理實驗定律,而且能夠更容易解決實際物理問題。學生在學習高中物理時,應學會利用極限思維策略,只有理解并充分掌握極限思維方法,學生才能靈活利用物理理論知識來解決實際物理問題。
三、等效思維策略
等效思維方法是一種非常重要的解決物理問題的方法。在分析解決高中物理問題時,經(jīng)常需要用等效思維的方法將研究對象轉(zhuǎn)化為具有同等作用效果的比較簡單的事物來進行分析,只要二者能夠產(chǎn)生相同的作用效果,就可以視為能夠互換的等效事物。利用等效思維的方法通常能夠?qū)碗s的物理現(xiàn)象及過程變成簡單的、理想化的、等效的物理現(xiàn)象及過程來進行研究,能夠?qū)碗s的物理問題簡單化,是一種非常重要的解決問題的方法。
例如:如圖1所示,A為一點電荷+Q,B為不帶電的接地金屬板,A與B之間的距離為r,求O點的電場強度EO。
圖1
在本題中,我們可以假想在與A對稱的位置有一等量的異號電荷A',根據(jù)靜電平衡理論,圖1中的電場分布與去掉金屬板B后,A與A'之間的電場分布是等效的,因此我們可以用A與A'產(chǎn)生的電場來代替A與B之間的電場,由此可以計算出O點的電場強度為:E= ,方向為水平向右。
通過以上例題可以發(fā)現(xiàn)等效思維方法是非常重要的,非常有利于解決比較復雜的物理問題,因此教師在教學過程中應注重培養(yǎng)學生的等效思維,以此來提高學生分析問題、解決問題的能力,提高學生的物理學習水平。
四、微元法思維策略
微元法思維策略就是將物理研究對象或研究過程分割成無限個微元,然后對其中的一個微元進行研究或進行微元求和,以此來解決物理問題的思維方法。利用微元法最重要的一點就是可以簡化物理問題,而如何選擇微元則是解決問題的關鍵,電荷、質(zhì)量、時間、面積、長度等都可以分割為微元。
例如:如圖2所示,MN及CD為在同一豎直平面內(nèi)長度為L的水平細桿,二者之間的距離為h,MC則是以MN及CD為切線的半圓弧,其中M、C為切點,P為質(zhì)量為m,電荷為q的帶正電的小球,P與MN及CD之間的動摩擦系數(shù)為μ,且P與細桿之間相互絕緣,P與半圓弧MC之間的摩擦不計。O為MD與NC的交點,在O點有一個電荷量為Q的負電荷。小球P以初速度V0從D點沿桿出發(fā)至N點時速度剛好為零,已知小球所受庫侖力小于重力,求V0。