透析解决高考物理问题的特殊思维方法，本文主要内容关键词为：思维论文,物理论文,方法论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
掌握学习物理的方法，远胜过学习物理知识。掌握科学的思维方法是培养创新人才，实施创造教育的重要措施。纵观近年的高考，对于方法的考查是一个重要内容。解决物理问题的常规思维方法很多，诸如公式法、图像法、整体法、隔离法、临界法、作图法等等，但随着高考对学生思维方法的要求越来越高，解决物理问题需要的特殊思维方法也越来越多。现透析近年的高考考题，对一些特殊思维方法加以分析和总结。
1.建模法
所谓“建模”，就是将我们研究的物理对象或物理过程通过抽象、理想化、简化、类比等方法形成物理模型。它是一种科学的思维方法，通过对物理现象或物理过程进行“去粗取精”、“去伪存真”的处理，从而寻找出反映物理现象或物理过程的内在本质及内在规律，达到认识自然的目的。如物理学中质点、点电荷、单摆、弹簧振子、光线等即是对物理对象的“建模”。匀速直线运动、匀变速直线运动、匀变速曲线运动、匀速圆周运动、简谐振动等即是对物理过程的“建模”。
例1 一自行车上连接脚踏板的连杆长R[，1]，由脚踏板带动半径r[，1]的大齿盘，通过链条与半径为r[，2]的后轮齿盘连接，带动半径为R[，2]的后轮转动。
（1）设自行车在水平路面上匀速行进时，受到的平均阻力为F[，阻]，人蹬脚踏板的平均作用力为F，链条中的张力为F[，张]，地面对后轮的静摩擦力为F[，s]，通过观察，写出传动系统中有几个转动轴，分别写出对应的力矩平衡表达式。
（2）设R[，1]=20cm，R[，2]=33cm，脚踏板大齿盘与后轮齿盘的齿数分别为48和24，计算人蹬脚踏板的平均作用力与平均阻力之比。
（3）自行车转动系统可简化为一个等效杠杆，以R[，1]为一力臂，在下框中画出这一杠杆示意图，标出支点、力臂尺寸和作用力方向。
解析 这是对物理对象需建模的问题。
（1）自行车转动系统中转动轴个数为2。对脚踏齿盘中心的转动
（3）如右图所示。
2.等效法
等效法这种思维方法的实质就是在效果相同的条件下，将复杂的情景或过程变换为简单的情景或过程。在物理学中，合力与分力，合运动与分运动、总电阻与分电阻、总电容与分电容、平均值与有效值等都是根据等效的概念引入的，从而使所研究的问题由繁变简，由难变易。
应用等效法解答考题时，要明确2个不同的物理现象或物理过程的等效条件、范围及物理意义，否则就会出错。
例2 如右图所示，一条长为L的细线上端固定，下端拴一质量为m的带电小球，将它置于匀强电场中，电场强度大小为E，方向是水平的。已知当细线偏离竖直位置的偏角为α时，小球处于平衡。求：
（1）小球所带电荷种类及电荷量。
（2）如果使细线的偏角由α增大到
，然后将小球由静止释放，则应多大，才能使细线到达竖直位置时，小球速度刚好为零。
解析 （1）小球受到3个力的作用：重力mg，电场力qE，绳的拉力F[，拉]，当偏角为α时，小球平衡，重力与电场力的合力F与绳的F[，拉]是一对平衡力，由图可知，F=mg/cosα，qE=mg-tanα，q=mgtanα/E，小球受到的电场力与电场方向相反，小球带负电。
（2）小球受到的电场力是一个恒力，重力也是一个恒力，它们的合力F也是一个恒力，故可将F看作等效重力，小球偏离平衡位置后在等效重力F的作用下摆动。由于摆动相对于平衡位置具有对称性，摆线向上偏离平衡位置的偏角应为α，故=2α。
3.对称法
具有对称性的对象，其相互对称的部分之所以“对称”，就在于它们的某些对应特征相同。因此一旦确定了事物某一部分的特征，便可推知其对称部分的相同特征。利用这一思路来分析和求解物理考题，往往可得到一些简捷的解题方法而免去烦琐的计算，并使问题的物理实质得以更清楚地展现。利用研究对象的对称性或研究过程的对称性来解答物理考题成了物理解题中的简捷思维方法之一。为此还可以将一些表面并不具有对称性的问题进行某种转化变成具有对称性后，再利用对称性进行求解。
例4 如右图，6个电阻的阻值均相同，由于对称性，电阻R[，2]上无电流流过。已知电阻R[，6]所消耗的电功率为1W，6个电阻所消耗的总功率为（）。
A 6W；B 5W；C 3W；D 2W
解析 由于电路的对称性和电阻均相同，电阻R[，2]中无电流，电阻R[，1]与电阻R[，3]串联，电阻R[，4]与电阻R[，5]串联，这2个支路并联的总电阻还是等于其中任意一个电阻值，这个等效电阻与电阻R[，6]并联。由于R[，6]消耗的功率是1W，等效电阻消耗的功率也是1W，总功率为2W，故选D。
4.极限法
在物理考题中，有些物理过程虽然比较复杂，但这个较为复杂的物理过程又隶属于一个更大范围的物理全过程。如果把这个复杂的物理全过程分解成几个小过程，且这些小过程的变化是单一的，那么选取全过程的2个端点及中间的奇变点来进行分析，其结果必然包含了所要讨论的物理过程，从而使求解过程简单、直观，这就是极限思维方法。
应用极限法时特别要注意所选取的某段物理过程研究的物理量的变化应是单一的，如增函数或减函数。如所选过程中既包含有增函数，又包含有减函数的关系，则不能应用极限思维方法。
例5 在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人。假设江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度为v[，1]，摩托艇在静水中的航速是v[，2]，战士救人的地点A离岸最近处O点的距离为d。如战士想在最短时间内将所救人送上岸，则摩托艇登陆的地点离O点的距离为（ ）。
托艇登陆的地点是O点，也就是离O点的距离为0，此时用时最短，故C选项正确。
5.猜想与假设法
猜想与假设，就是以已有的经验和已知的事实为基础，对未知事实或现象的原因做一种推测性或假定性的说明，然后根据物理规律进行分析和推理。
例6 如下图所示，一高度h=0.2m的水平面在A点处与一倾角θ=30°的斜面连接，一小球以v[，0]=5m·s[-1]的速度在平面上向右运动，求小球从A点运动到地面所需的时间（平面与斜面均光滑，g=10m·s[-2]）。某同学对此题的解法为：小球沿斜面运动，则h/sinθ=v[，0]t+gsinθ·t[2]/2，由此可求得落地的时间t。问：你同意上述解法吗？若同意，求出所需的时间；若不同意，则说明理由并求出你认为正确的结果。
解析 小球离开A点后运动性质有2种：沿斜面匀加速直线运动或平抛运动。设小球做平抛运动，则落地点与A点的水平距离
