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清华学霸遥想中考当年:物理的8种思考方式

2016-05-04 16:39:41

来源:阳光学校

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清华学霸遥想中考当年:物理的8种思考方式
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1、守恒思维方法

  自然界里各种运动形成虽然复杂多变,但变化中存在不变,即某些量总是守恒。守恒的观点是分析物理问题的一种重要观点,它启发我们可以从更广阔的角度认识到系统中某些量的转化和转移并不影响总量守恒。

  (1)能量的转化和守恒能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或从一个物体转移到另一个物体。做功的过程就是能的转 化过程。如合外力对物体做的总功一定等于物体动能的变化。其中动力做功是把其它形式的能转化为动能,阻力做功是把机械能转化为其它形式的能。从能量守恒的 观点看,动能定理是一条应用广泛的重要定理。在机械运动的范围内,当系统状态变化时,如果除重力、弹力外没有其它力做功,系统的机械能守恒。它是普遍的能 的转化和守恒定律的一个特例。功、热和内能之间的变化关系满足热力学第一定律。物体间由于温度差发生热传递。是内能的转移。

  如:长为L,质量为M的均匀软绳,放在光滑桌面上,现让其从桌边缘无初速滑落,求绳子末端离开桌边缘时的速度。本题是属于变力做功问题,直接求解较难,最简便的方法是从功能关系出发求解。解略。

  (2)质量守恒一定的物质形式对应一定的运动和一定的能量状态,运动是永恒的,物质是不灭的。参与变化的物体质量的总和与变化后物质质量的总和相等,这就是质量守恒的观点。

  (3)电荷守恒中性的原子由带正电的原子核和核外电子组成,决定了自然界中电荷是守恒。不带电的物体通过接触,摩擦或感应的方式可以带电,带电的物体若 发生中和或电荷转移现象,电荷发生消失或减少,但正负电荷总和是一定的。如:在原子物理中,写核反应方程,质量和核电荷数守恒。

  2、系统思维方法

  按照系统的观点,我们面对着的整个自然界是由无数相互联系、相互制约、相互作用、相互转化的事物和过程所形成的统一整体。根据上述观点,在分析和处理物理问题时,抓住研究对象的整体性和物理过程的整体性进行分析,这就是系统思维的方法。

  在物理解题时,掌握系统思维方法,应当学会从整体上把握研究对象,如对系统进行受力分析的整体法,它与隔离法是相辅相成的,都应熟练掌握。有些物理过程 是很复杂的,不公要学会把复杂的过程分解为若干简单的过程,也要学会把复杂的物理过程看着一个统一整体来处理。在很多情况下,根据系统思维的方法,抓住研 究对象的整体性和物理过程的整体性,解决问题往往能化繁为简,迅速解决问题。

  如:放在水平地面的静止的斜面体M上,放着一个质量为m的物块相对斜面静止,求斜面体受到地面的摩擦力。

  分析:该题如果从m平衡求出对M的作用力再分析M的受力求解很麻烦。若把两物体看成一整体,因水平方向没有外力作用,所以无运动趋势,摩擦力为零。

  3、类比思维方法

  “类比”是一种推理形式,就是借助于事物之间的相似性,通过比较将一种已经掌握的特殊对象的知识,推到另一种新的特殊对象的思维方法。中学物理 中存在大量可以类比的问题,如电磁振荡与机械振动相类比、电压与水压相类比等。运用类比推理方法处理物理问题,常见的有模拟类比、过程类比、方法类比等形式。解题时在其它方向上不能奏效,若善于联想,巧妙地用类比推理,往往可以使繁难或似乎无法解答的问题变得十分简单。

  4、等效思维方法

  等效思维方法是指在处理问题时,采用相同性质事物间等效替代的解题方 法。两个不同的物理过程,如果在某方面、某点上或某种意义上产生的效果相同,就具有等效性。如平抛运动可以等效为自由落体运动和水平方向的匀速运动的合运 动,二力的作用效果等效于它的合力的作用效果;较复杂的电路可以简化为简单的串并联电路组成;交流电的有效值与热效应相同的直流电大小相等;气体状态变化 的复杂过程可等效为等温、等容、等压过程等等。当我们处理物理问题时,若甲问题难于处理,就处理与其有等效性的乙问题,从而得到相同的结果。常见的形式 有:等效力系替代、等效过程替代、等效运动替代、等效参考系替代、等效电路替代……等等。值得注意的是,采取等效替代,并不改变原问题的物理性质与原过程 的物理实质,仅仅使求解获得最简便的途径。

  5、对称思维方法

  对称性是物质世界的一致性与和谐性的反映。应用物质世界的对称性来分析处理问题的思维方法叫做对称思维的方法。

  在物理学中,对称性比比皆是。许多物体的运动具有空间和时间的对称性,例如作简谐振动的物体在平衡位置两侧的运动对平衡位置是对称的,竖直上抛运动的上 升阶段和下降阶段对最高点是对称的,许多物体在空间分布上具有对象性,例如:某些电路结构的对称性;平面镜成像的对称性等。在某些物理问题中,抓住对称性 这一特征进行分析常能出奇制胜。

  6、极端思维方法

  许多物理现象和物理过程存在临 界状态,其表现形式是某些物理量达到极限值时,物体在此前后运动情况发生突变。解答这类问题一般可依据物理量变化的方向逐步推向极端,通过分析临界状态和 极值求得问题的解决。有时很难在一般发表情况下得出结论,也可以考虑把一般推向极端,做出极端条件下的判断,再回到一般,往往会很快得出结论。我们把这类 思维称为极端思维方式。它能考查学生思维的深度、广度和思维的敏捷性,提高运用物理规律分析解决实际问题的能力。

  如一个量增大,可以设想它一直增加到无穷大;同样一个若减小,可以设想一直减小到零。

  例如:粗糙木板上放着一个物体,现将一端缓慢抬起,分析物体受到的摩擦力的变化。

  分析:初始时刻,平板倾角为零,物体无运动趋势,摩擦力为零。当木板有一定倾角且较小时,设想木板表面光滑,则物体必然下滑,所以判断出物体受有摩擦力,而这时物体还没有运动,受到的是静摩擦力,且摩擦力随重力沿斜面方向的分量的增加而增大。而当倾角增大到一定程度,摩擦力减小。

  7、逆向思维方法

  在通常情况下,人们往往习惯于从条件或原因分析其结论或结果,这是正向思维的模式。

  逆向思维是把人们通常思考问题的思路反过来加以思考。即从结论或结果出发倒着分析问题,分析这一结论或结果产生的条件或原因。这种思维方法叫逆向思维方法。逆向思维是一种创造性的思维,也是思维广阔性和灵活性的表现。

  将逆向思维应用于物理解题。要求能灵活地转变思维方向,克服思维定势的消极影响。特别是在某些情况下,按照正向思维的方式分析非常麻烦,甚至陷入困境,这时就应立即转换思维方式,从相反的方向重新思考,往往能收到意想不到的效果。

  例:还是做匀减速直线运动最后速度减为零的情况,均可看成初速度为零的匀加速直线运动组成。

  8、假设的思维方法

  当出现一种需要判断的情景时,需要推想如果只判断结果的话,不妨先进行假设,然后去检验其合理性。也是一种不错的方式

  总之,中学物理是一门较难学的一门学科,但只要多方面地培养兴趣,注意学习方法,多思考,勤学好问,多作实验,注意总结规律,是完全可以学好的。

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