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高中物理思想与物理方法 毛秀玉

高中物理思想与物理方法

毛秀玉

(新疆维吾尔自治区石河子142团中学)

     高中阶段学习物理主要是学习物理思想和科学的思维方法,整个高中主要有哪些思想和方法我们需要学习了?在哪些地方用到了?下面我们具体的来总结一下。

  一、模型法

  将现实生活中的问题以物理模型的形式出现,方便我们快速、直观、简单的处理问题。模型法有:实体模型、过程模型、状态模型等,实体模型有质点、点电荷、弹簧振子、单摆、点光源、轻杆、轻绳、刚体、理想斜面等,过程模型有匀变速直线运动、简谐运动、自由落体运动、抛体运动等,状态模型有静止、匀速直线运动等。建立合适的物理模型使问题更加简单化,更容易找出规律。

  二、守恒思想

  守恒思想是物理中重要的思想之一,能量守恒,机械能守恒,质量守恒,电荷守恒等,反应了自然界存在的一种本质规律。这些都是我们利用的工具,分析物理现象中的能量,电量,质量是解决物理问题的主要思路。抓住守恒量,找准它们在过程中的转化、转移的情况。融入在高中物理的整个领域。

  三、隔离分析法与整体分析法

  1.隔离法。隔离分析法是把选定的研究对象从所在物理情境中抽取出来,加以研究分析的一种方法.需要用隔离法分析的问题,往往都有几个研究对象,应对它们逐一隔离分析、列式.并且还要找出这些隔离体之间的联系,从而联立求解.概括其要领就是:先隔离分析,后联立求解。

  2.整体分析法。整体分析法是把一个物体系统(内含几个物体)看成一个整体,或者是着眼于物体运动的全过程,而不考虑各阶段不同运动情况的一种分析方法。

  整体法与隔离法在高中阶段经常使用,力学方面应用居多。整体法简单方便,但无法讨论系统内部情况。隔离法涉及的因素多比较繁杂。二者各有利弊,交替使用,相辅相成。

  四、极值法与临界法

  分析极值问题的思路有两种:一种是把物理问题转化为数学问题,纯粹从数学角度去讨论或求解某一个物理函数的极值。它采用的方法也是代数、三角、几何等数学方法;另一种是根据物体在状态变化过程中受到的物理规律的约束、限制来求极值。它采用的方法是物理分析法。运用此类方法关键是考虑将什么问题推向什么样极端,也就是那个物理量推向那种极端。选好变量,找出极值或临界值,然后从极端状态分析问题的变化规律,解决问题。极值问题是中学物理中常见的一类问题,在运动学中追得上追不上,力学中平衡、突变,电磁场粒子有界问题等。

  五、控制变量法

  在处理问题时,发现有多个因素的同时变化,造成某些规律不易表现出来,我们可以先将某些物理量控制不变,再依次研究某个因素问题的影响。高中阶段在实验探究,定律的发现中常用,如牛顿第二定律、欧姆定律、热学方程中用到。

  六、等效法

  等效法是物理思维的一种重要方法,其要点是在效果、特性或关系相同的前提下,把较复杂的问题转化为较简单或常见的问题。实质是在效果相同的情况下,突出主要因素,抓住它的本质,找出其中规律。应用等效法,关键是要善于分析题中的哪些问题(如研究对象、运动过程、状态或电路结构等)可以等效。高中阶段有力的合成与分解、运动的合成与分解、复合场中的等效重力场等。

  七、作图法

  作图法就是通过作图来分析或求解某个物理量的大小及变化趋势的一种解题方法。作图法能直观的描述物理过程,形象表达物理规律,突出物理量之间的关系。通常分为定性作图,定量作图,还有缓慢变化图等。当某些物理问题难度太大,作图法有着化繁为简的效果。高中阶段在很多地方都出现,运动学中的运动草图、v-t、x-t、a-t图像,力学中的合成与分解、动态平衡、弹簧问题。能量中的能量变化图像......等等。

  八、逆向思维法

  对于某些问题,运用常规的思维方法会十分繁琐甚至解答不出,而采用逆向思维,即把过程的"末态"当成"初态",反向研究问题,可以使物理情景更简单,物理公式也得以简化,从而使问题易于解决,能起到事半功倍的效果。一般高中阶段在运动学出现的较多,解决末速度为零的匀减速直线运动,可采用该方法,即把它看作初速度为零的运价速直线运动。这样可以用的公式规律就很多,而且十分简捷。需要注意的是逆向思维思考后,回答问题的时候要要对应你思考的部分。

  九、对称法

  对称性就是事物在变化时存在的某种不变性,自然界和自然科学中,普遍存在着优美和谐的对称现象,利用对称性解题时,大大简化解题的步骤。从科学思维的角度上讲,对称性最突出的功能是启迪和培养学生的直觉思维能力。用对称法关键就是快速看出并抓住失误在某方面的对称性。高中阶段出现较多的也是在运动学,典型的就是竖直上抛运动的对称性,时间对称性,高度对称性,速率对称性,能量对称性等。

  十、假设法

  假设法是假定某些条件,再进行推理判断。若结果与假设一致,则假设成立;若不一致,则假设不成立。解答问题时常用假设有物理情景假设、物理过程假设、物理量的假设等。利用假设法可以把一些不知道后续情况的问题变得顺理话,往往能突破思维障碍,完美解题。高中阶段在力学中分析弹力和摩擦力的有无方向常使用。

  十一、微元法

  在整个物体的全过程中,这些微小单元是其时间、空间、物质的量的任意的且又具有代表性的一小部分。通过对这些微小单元的研究,我们常能发现物体运动的特征和规律。使用该方法时,要保证每个微元所遵循的规律都是相同的。经常用到的是电流微元法、时间微元法、位移微元法等。

  十二、补偿法

  物理问题中对于某些非理想模型,直接求不满足或者很困难的情况下,将非理想模型补偿为理想模型,满足要求,也容易求解。高中阶段万有引力定律,库伦定律用的居多。  

  掌握高中物理的思想和方法,不仅仅在学习物理方面起到作用,其他学科也有很大的作用,就是在社会生活中也有一定的作用。



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