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运用常用思维解决初中物理题:实用技巧和策略

时间:2023-07-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:而借助一些思维方法,往往可以清晰地将物理问题呈现出来,将问题简单化,这体现了思维能力在初中物理解题中的重要性。(五)极值思维极值法是一种重要的分析方法,往往能化繁为简,提高解题速度,在高中物理学习中比较常见。学会这种思维方法,可以在学习中不局限于常规方法,从而快速解决问题,提高效率,还有利于培养创造性思维,是未来社会对人才要求的必备素质。

运用常用思维解决初中物理题:实用技巧和策略

贤淼淼

相对于其他学科,物理是比较抽象而又不乏严谨的学科,逻辑性也较强。有时候学生在学习时能完全明白老师讲的内容,但在做题时却一头雾水,不知道题目究竟考的是哪个知识点,应该从何下手。而借助一些思维方法,往往可以清晰地将物理问题呈现出来,将问题简单化,这体现了思维能力在初中物理解题中的重要性。

(一)模型思维

模型法从定义上来说,是指通过模型来解释原型的形态、特征和本质的方法,其实就是通过构建物理模型将一些抽象的、难以直接观察到的事物直观化、实际化。例如,我们在研究光的直线传播的时候,通过引入“光线”来简化问题,研究起来更方便、更形象。类似的还有“磁感线”“力的作用线”。

(二)等效思维

等效法就是在保证效果相同的前提下,将复杂的、难以处理的问题转换成熟悉的、容易解决的问题的一种方法,这是在学习初中电学时最常用的一种方法。例如,这样一个电路图(左图),在分析时容易看成L1、L2并联,L3被短路,但如果画成右图的简化电路图分析,就很容易得出三个电灯泡并联的结论。

在分析动态电路时,前后两个状态,甚至三个状态,尤其容易出错,但如果画出等效电路图再分析,则一目了然。

(三)转换思维

在物理学中,我们通常会用到转换法将一些不可见或者不好测量的物理量转换成可见的、可测量的物理量。例如,在“探究摩擦力影响因素”的实验中,摩擦力不可直接测量,可以利用二力平衡原理将摩擦力转换成弹簧测力计的拉力;在“探究通电导体放出的热量与什么因素有关”这一实验中,导体产生的热量不可见,且不易测量,于是转换成U形管内液面高度差来反映电流通过导体产生热量的多少。

思维的转换,是知识灵活运用的一种体现,学生在学习的过程中需要有意识地培养这种思维。

(四)图像思维

图像思维法就是利用图像本身的数学性质去解决物理实际问题,有时候还能直观地观察物理动态过程,让思路更加清晰。例如,一个柱形容器中放着一个圆柱形物块,物块的底部通过一根细线与容器底相连,现往容器内注入某液体,直至将容器装满,从甲到乙一共经历了几个阶段?

这道题可以通过画图分析整个过程,更为直观明了,学生通常能找到更巧妙的方法解决问题。

解物理题时通过数学图像分析,可以锻炼学生的思维拓展能力,提高学生学以致用的灵活性,对今后的学习方法的迁移有很大帮助。

(五)极值思维

极值法是一种重要的分析方法,往往能化繁为简,提高解题速度,在高中物理学习中比较常见。例如,体积不相等的A、B两个立方体(VA>VB)放在水平地面上,它们对地面的压强相等,现沿着水平方向切割相同厚度,比较切割后的压强大小。如果使用常规方法,就是假设切割的厚度为n,按照切割的份额分别计算压力和受力面积,再分别求切割后的压强,过程相对复杂。而用极值法,我们可以假设切割的厚度是B物体的高,则相当于B物体已经切完,对地面的压力为零,压强为零,则PA>PB。在选择填空题中,抓住极限条件,能大大缩短做题时间。

(六)逆向思维

有时候解决问题,直接从正面着手会有点难度,找不到突破口,这时候可以调整思考问题的顺序,从题目中所求的出发,一步步倒推中间过程还需要什么条件。例如,一个物体放在传送带上随传送带一起做匀速直线运动,分析物体的受力情况。学生很容易得出,物体在竖直方向上受到重力和支持力,二力平衡,但是水平方向受到什么力呢?这是一个易错点。通常学生会认为还有一个向前的摩擦力,因为力是改变物体运动状态的原因。这是一种思维误区。我们按照常规方法,是从概念出发,因为物体与传送带一起运动,既没有相对运动也没有相对运动趋势,所以没有摩擦力。但是这种方法传授给学生比较抽象,学生不易于理解。我们可以尝试逆向思维,假设物体在水平方向受到一个向前的摩擦力,物体要达到平衡状态,就应该有一个反向、相同的力与之平衡,但找不到这个力的存在,说明假设不成立,物体不受摩擦力。

近几年来,这种思维方法在考题中出现的概率也比较高,是考查的一个热点。学会这种思维方法,可以在学习中不局限于常规方法,从而快速解决问题,提高效率,还有利于培养创造性思维,是未来社会对人才要求的必备素质。

(七)综合思维的运用

压轴题在一张试卷中所占分量较重,通常一道题考查的知识点综合性较强,从不同的角度思考就会有不同的解法。但是在考试中时间有限,如何在有限的时间内找到一个又快又准的方法,则考查了学生解决问题的能力。

例如,把边长L=0.5m、密度ρA=0.6×103kg/m3正方体A放入底面积为S=1m2的盛水容器中,如图甲所示。将物块B轻放在A的上面,容器中的水面上升了0.01m,如图乙所示。求:

(1)物块B的重力;(www.xing528.com)

(2)正方体A底部下降的高度;

(已知ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。

解:

(1)将物块B轻放在A的上面后,A排开水体积的增加量:

△V=S△h=1m2×0.01m=0.01m3

则增大的浮力

△Fg△V=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N,

因物块B轻放在A的上面前后始终处于漂浮状态,

所以,物块B的重力:

GB=△F=100N;

(2)法一:GA=mAg=ρAVAg=0.6×103kg/m3×(0.5m)3×10N/kg=750N,

将B放在A的上面时,A浸入水中深度的增加量:

如图所示,可得△h=h液升+hA

所以,A下降的高度:hA降=△h-h液升=0.04m-0.01m=0.03m。

法二:作前后状态图分析,

物体A下降的体积等于水上升的体积,即SAhA降=(S-SA)h液升

0.25m2×hA降=(1m2-0.25m2)×0.01m

解得,hA降=0.03m。

第一问,按照常规方法,用整体法分析,A、B视为一个整体,漂浮,F=GA+GB,只要求出此时的浮力,就可以求解GB,但是从甲状态到乙状态,物体A下降的同时水面上升,不好求乙状态的V。所以需要我们转换思想,将物块B轻放在A的上面后,根据△V=S△h求出A排开水体积的增加量,根据FgV求出增大的浮力,物块B轻放在A的上面前后始终处于漂浮状态,A增大的浮力即为B的重力。

第二问相比之下,法二用了图像分析法,将液体上升的体积视为被物体A下降挤占的体积,把物理问题转化成数学问题求解,更便于理解,思路更清晰。

从这道题可以看出,解决一道物理题,关键是找到已知条件和要求的问题,弄清解题思路,结合所学知识,运用不同的思维思考问题。这样能促进思维的灵活性,同时一题多解中的新思路又有利于创新思维的形成,从而找到最优解法,优化思维。

总之,思维能力决定着解决问题的能力,因此,平时教师在教的过程中,也应注重学生思维能力的培养,适当加强思维训练,提高学生的思维能力。有时候学生还能跳出学科的局限,将知识融合在实际生活中,解决实际问题,服务于生活。

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