谈高中物理解题方法

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  在高中物理总复习中,知识内容的复习是非常重要的一环,只有将考试说明中规定的知识内容无一遗漏地熟练地储备好,才有可能应对知识面覆盖广泛的高考试卷。但要在决战高考中取得全面的胜利,还必须全面掌握攻破这些试题的战略战术,也就是要具备一定的解题方法。方法掌握得多了,面对变化莫测的高考试卷,才会临危不惧,从容应对。
  一、物理模型法
  物理模型是根据一定的物理现象、规律和条件建立起来的。各种典型的物理模型有其特有的分析方法,如果我们能对所分析的物理过程、物理现象通过科学的抽象,剔粗取精,去伪存真,还原为典型的物理模型,将极大地提高我们的解题能力。如“小球从楼顶自由落下”,即为一个质点的自由落体模型;“带电离子垂直进入匀强磁场”,即为质点要作的勻速圆周运动模型等等。但是更多的问题中,给出的现象、状态、过程及条件并不显而易见,隐含较深,必须通过细心的比较、分析、判断等思维后才能构建起来。
  二、等效替代法
  等效法是把复杂的物理现象、物理过程转化为简单的物理现象、物理过程来研究的一种方法。在中学物理中,合力与分力、合运动与分运动、总电阻与分电阻、平均值、有效值等等,都是根据等效概念引入的。在学习的过程中,若能将此法渗透到对物理过程的分析中去,不仅可以使我们对物理问题的分析和解答变得简捷,而且对灵活运用知识,促使知识、技能、能力的迁移,都会有很大的帮助。
  中学物理中常见的几种等效的情况:(1)等效电路。等效电路的含义很广,无论求等效电阻可进行电路计算时画出标准化电路,以及把电路中的某一部分的作用等效为一个电源等,都可归并于等效电路。(2)等效力场。物体做加速运动时,可引入一个等效重力场,把运动问题转化为平衡问题。(3)等效过程。当我们只对物体运动变化的初始条件和最终条件感兴趣,并不计较于中间所发生的具体过程时,常可用一些较简单的过程代替原来较复杂的过程。(4)等效摆长。如双线摆、竖直方向振动的弹簧振子均可用等效摆长。(5)曲直互换。在物理学中曲和直在一定条件下可以完美地统一起来,可以相互转化。如一个物体沿圆周运动,在极短时间内可以看成是直线运动,一条弯曲的通电导线在垂直于磁场的平面内受到的安培力与连接导线两端的通电直导线所受的安培力相同等。
  举例说明:质量为M、带电量为+Q的小球,用长为L的绝缘线悬挂在竖直向下的匀强电场中的O点,电场强度大小为E,现把小球拉开偏角α=50,由静止释放,求小球到达最低点的时间。在这一题中,小球的运动可以等效成单摆的模型,我们利用类比的方法,认为小球是在匀强电场和重力场的复合场中运动,所受的等效“重力”为G`=Mg+QE,等效重力加速度为g`=g+QE/M。所以小球运动到最低点的时间是单摆运动周期的1/4。
  三、图象法
  图象在中学物理中应用十分的广泛,这是因为它具有以下的优点:能形象地表达物理规律;能直观地描述物理过程;能鲜明地表示物理量之间的依赖关系。因此,使学生理解图象的意义,自觉地运用图象分析表达物理规律,是十分必要的。
  高中物理学习中涉及大量的图像问题,运用图像解题是一种重要的解题方法。在运用图像解题的过程中,如果能分析有关图像所表达的物理意义,抓住图像的斜率、截距、交点、面积、临界点等几个要点,常常就可以方便、简明、快捷地解题。例如,在v-t图像中斜率表示物体运动的加速度,在s-t图像中斜率表示物体运动的速度;在测电池的电动势和内电阻的实验中U-I图像的纵轴截距表示电源的电动势;两个物体的位移图像的交点表示两个物体“相遇”。
  四、极值法
  求解物理量的极值问题对学生的综合分析能力和应用数学解决物理问题的能力要求较高,它既是学习中的难点又是高考中的热点,因此,有关极值的问题应引起大家的足够重视。下面,扼要介绍求极值的几种常用的方法。
  利用二次函数的性质求极值。对于典型的一元二次函数y=ax2+bx+c,若a>0,则当x=-b/2a时,y有极小值,为ymin=(4ac-b2)/4a;若a<0,则当x=-b/2a时,y有极大值,为ymax=(4ac-b2)/4a。用二次函数判别式求极值,用不等式法求极值,利用三角函数法求极值,分析物理过程求极值,利用图象法求极值等这里就不一一具体说明。求解极值的基本思路与方法,应根据题目情境建立一个合适的物理模型和数学方程,然后借用数学上求解极值的方法找出极值。
  五、极端假设分析法
  为了清晰起见,我们也可以将物理解题中的极端假设分析法分为三种类型:定性分析、定量分析和综合分析。极端分析法的实质是将过程的变化推到极端,使其结果变得明显以实现对问题的快速判断,所以,推到极端只是手段,研究过程规律才是目的。因此,用极端假设的方法对问题作出判断后,最好再对过程作一次检验分析,进一步查验分析,进一步查验结果的合理性。
  在中学物理教学中,要培养学生的分析、概括、抽象、推理等思维能力和应用数学知识解决物理问题的能力,不仅要注重物理基础知识的教学,注重对学生进行基本的解题原理、解题方法和解题思路的训练,而且十分有必要使学生理解和掌握一些典型的科学思维方法和解题技巧。如果遵循一定的科学思维方法,掌握一定的解题技巧,则往往会收到事半功倍的效果,进而也会使考场应试变得得心应手。
  (作者单位:河南省西平县杨庄高中)
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