中学物理创造性思维方法及应用，本文主要内容关键词为：创造性思维论文,中学物理论文,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。
在学习和工作中，了解、掌握和运用科学思维方法分析和解决问题具有极为重要的意义。创造性思维是逻辑思维、形象思维、灵感思维的有机结合与灵活运用。
一、整体法与隔离法的应用
在分析和解答物理问题时，选取研究对象有两种基本方法：一是整体法——以系统全过程为研究对象；二是隔离法——将研究对象从系统或全过程中隔离出来，将内力转化为外力。
两种方法是一对矛盾的两个方面，既是对立的，又是统一的：一般地说，在待求力为系统外力时，采用整体法方便；而在待求力为系统内力时，隔离法就必不可少了。在具体问题中，交替地灵活使用整体法和隔离法，不仅可以达到化难为易、化繁为简的目的，而且对培养宏观的统摄力和微观的洞察力具有重要的意义。
例1 如图1所示，质量为M的框架置于水平地面，上面悬挂质量为m的弹簧振子，在振子上下振动的过程中，框架始终未离开地面。求框架对地面压力为零的时刻，小球的加速度和弹簧的拉力。
图1
分析与解：首先以系统为研究对象。N=0时，系统仅受重力（M+m）g的作用，根据质点系牛顿第二定律，小球加速度方向向下，大小为a=（M+m）g/m。
然后，以振子研究对象，假定弹簧拉力方向向上，则根据牛顿第二定律有mg-F=ma。所以，这时弹簧的拉力为F=m（g-a）=-Mg。式中负号表示弹力方向竖直向下，与假定方向相反，即这时弹簧处于压缩状态。
例2 如图2所示，在光滑水平面上，停着长为L=1.0m的小车，在车的中点处有一个同质量的小球，现小球以v[，0]=5.0m/s的速度向右运动，且与车的摩擦系数μ=0.05。如果小球与车壁的碰撞是弹性的，试计算小球与车最多能碰撞几次。
图2
分析与解：以系统和全过程为研究对象，小车与球的质量均为m，且它们最终的共同速度为v，则根据动量守恒，有mv[，0]=2mv。设不断碰撞和交换速度的过程中，小球相对小车的总路程为s，则根据能量守恒定律，又有
（1/2）mv[，0][2]=μmgs+（1/2）（2m） v[2]。
小球第一次与车碰撞，所经相对位移为1/2L，以后每经过相对位移L发生一次碰撞。设碰撞总次数为n，则有s=（n-1）L+L/2=nL-L/2。由上面三个式子可求得n=13（次）。
二、虚拟法及其应用
虚拟法，又叫假设法。一般是根据已知的经验、事实、方法和理论，对未知的物理现象、物理过程、物理条件、物理模型等进行合理的假设，然后进行分析和推理。任何科学理论的形成，都要通过萌发猜想，提出假设，然后检验、完善和发展假设的过程。恩格斯指出：“只要自然科学在思维着，它的发展形式就假说。”
在分析物理问题时，善于利用虚拟法，不仅可以培养思维的多向性，而且常常可以使解答问题的思路和步骤变得极为敏捷。
例3 试说明：为什么节日的焰花在空中炸开后总是呈球状？
分析与解：设每朵焰火以相同的初速度v[，0]从空中某一点（O）向四面八方飞出，且不计空气阻力，并假设有一个物体，在焰花炸开的同时，从O点自由下落——虚拟参照系。如图3所示，将每朵焰火的抛体运动，分解为抛射方向（v[，0]方向）的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，则每朵焰火相对虚拟参照系的加速度为a=g-g=0，相对速度为v=v[，0]-0=v[，0]，即相对虚拟参照系做匀速直线运动。所以，在落地前的任意时刻t，每朵焰火都分布在一个不断增大的球面上，且球半径可表示为R=v[，0]t。而球心就是虚设的自由下落的物体，其运动方程为h=（1/2）gt[2]。
图3
例4 将一个正电荷移近绝缘导体，试分析导体的电势将如何变化。
分析与解：将正电荷移近导体时，导体将发生静电感应现象：近端带异种电荷（负电荷），远端带同种电荷（正电荷）。假定将导体接地，大地中的自由电子将向导体运动，使感应正电荷被中和，导体将因感应接地而带上异种电荷（负电荷）。
因为在电场力的作用下原来静止的负电荷总是从低电势处向高电势处运动，而正电荷则相反，所以可判定绝缘导体的电势是升高了。
利用假定接地，同理可以判定：当施感电荷为负电荷时，导体的电势将降低。
三、极端分析法及其应用
这种思维方法的主要作用有三个：
1.简化变化条件，判定变化趋势。
2.验证计算结果——以极端值代入文字解，根据能否得出预料的、或者熟悉的、或者显而易见的结果，判定答案是否合理。
3.外推不允许产生或难以产生的客观结果。
一般，只要在选定的区间内所研究的物理量连续变化，并具有单调性，都可以采用极端分析方法。
例5 如图4所示，一根轻弹簧上端固定，下端悬持质量为m的盘，其中放着质量为M的物体。当盘静止时，弹簧比自然长度长出L；当向下拉盘，使弹簧再伸长△L（未超出弹性限度），然后松开手，则刚松手时，盘对物体的支持力为（）
图4
A.（1+△l/l）Mg
B.（1+△l/l）（M+m）g
C.（△l/l）Mg
D.（△l/l）（M+m）g
分析：如果不再向下拉盘（△L=0），物体和盘处于静平衡状态，则盘对物体的支持力N的大小就等于物体的重力Mg，即当△L=0时，有N=mg。符合此结果的答案为A。
这里，将复杂的动力学问题转化成了最简单的静力学问题。
例6 一颗地球通信卫星的质量为m，定点高度为h，地球的半径为R，表面重力加速度为g，自转角速度为ω，则卫星受到的地球的万有引力为（）
A.F=0
B.F=（mR[2]g/（R+h）[2]）
D.以上答案都不正确
分析：当h=0或人造地球卫星的角速度ω=
，即为近地面人造卫星时，受到的地球的万有引力F=mg。符合此结果的答案是B和C。
这里，将复杂的同步卫星问题转化成了最简单的近地面人造卫星问题。