浅谈物理解题中的辩证思维，本文主要内容关键词为：浅谈论文,思维论文,物理论文，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。
解物理题离不开辩证的思维方法。当我们面对具体问题时，灵活地进行辩证思维，有助于迅速找到破题策略，理顺解题思路。下面列举数例谈谈辩证思维方法在解题中的应用。
一、特殊与一般
辩证法告诉我们，特殊性中包含着一般性，一般存在于特殊之中。由此我们在分析问题时，可以采用由特殊到一般的思路，也可采用由一般到特殊的思路。游刃于一般与特殊的转化之中，常能使问题快速作答。
(A)加热时变大，冷却时变小
(B)加热时变小，冷却时变大
(C)加热、冷却时均变小
(D)加热、冷却时均变大
例2 一个固定在水平面上的光滑物块，其左侧面是斜面AB，右侧面是曲面AC，如图1所示。已知AB和AC的长度相同，两个小球p、q同时从A点分别沿AB和AC由静止开始下滑，比较它们到达水平面所用的时间（ ）
(A)p小球先到
(B)q小球先到
(C)两小球同时到
(D)无法确定
解析：小球q沿曲面AC下滑时间不易求解，因此很难比较两小球下滑的时间。但如果我们将AC曲面用ADC折面代换，使问题退回到特殊情景下进行审视，就会化隐为显，化难为易。如图2所示，在 AB面上切取AE=AD，比较小球在E、D两点的速度大小，显然有
，所以球在ADC折面上平均速率较大，下滑时间较短，选项(B)正确。
二、运动与静止
运动是绝对的，静止是相对的。物体的运动形式与选取的参考系有关，一般情况下，我们都是选择地面为参考系，但有些问题如果能利用相对静止的因素，巧妙地选择参考系，往往可在解题中独辟蹊径。
三、抽象与具体
面对抽象、复杂和综合性较强的题目，我们常常需要画出解题示意图，将分析题意和物理作图融为一体，形成直观的视觉载体，使物理规律和解题思路跃然“图”上，从而为正确解题铺平道路。
例4 某颗地球同步卫星正下方的地球表面上有一观察者，他用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星，试问，春分那天（太阳光直射赤道）在日落12小时内有多长时间该观察者看不见此卫星？已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，地球自转周期为T，不考虑大气对光的折射。
解析：本题涉及地球自转、太阳光直射赤道（春分）、同步卫星、光的直线传播等，问题抽象，卫星本身不发光，卫星不反射太阳光，地面上的观察者就看不见，所以卫星在阴影区的时间就是地面观察者看不到卫星的时间，这个问题不借助示意图很难解决，想象站在地球以外，从北极往下看，可以画出符合题意的示意图。
设所求的时间为t，用m、M分别表示卫星和地球的质量，r表示卫星到地心的距离，同步卫星的周期等于地球自转周期，有
春分时，太阳光直射地球赤道，根据题意画出情景示意图，如图4所示，图中圆E表示赤道，S表示卫星，A表示观察者，O表示地心，由图可看出当卫星S绕地心O转到图示位置以后（设地球自转是沿图中逆时针方向），其正下方的观察者将看不见它，据此再考虑到对称性，由几何关系：rsinθ=R
由以上各式可解得
图象作为一种特殊的数学语言，在物理中应用十分广泛，这是因为它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，所以物理图象成为解题时化抽象为具体的重要工具。
例5 如图5所示，两个完全相同的物块A、B用轻弹簧相连，水平恒力F作用于A，使A和B以相同的加速度沿光滑水平面做匀加速直线运动，某时刻起撤去F，在以后的运动中，当弹簧恢复原长时A与B的速度大小分别为
，当弹簧分别最短和最长时，A的加速度大小分别为
，则其关系为（ ）
四、整体与局部
选取研究对象时有整体法和隔离法，进行矢量运算时有合成与分解，这种整体与局部、合与分的思想方法在物理解题中存在着更为广泛的意义。在具体问题中，若能从整体深入到局部，或者由局部拓展为整体，抓住整体与局部的联系，灵活地使用组合与分解的方法，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6 两辆质量均为M的小车A和B静置于光滑水平面上，有一质量为m的人静止站在A车上，若这个人自A车跳到B车，接着又跳回A车，求
。
解析：本题涉及三个对象（人、A车、B车）和四个过程（人跳离A车、人落到B车并与B车获得共同速度、人跳离B车、人落到A车并与A车获得共同速度）。每个过程都可以用动量守恒定律，从而可列出四个方程，显然太复杂。但如果同时实施“对象整体法”和“过程整体法”，即把“人、A车、B车”看作整体，把人从A车起跳到跳回A车的四个分过程看成一个整体过程，只需列一个方程问题便迎刃而解。
选小车A运动方向为正，根据动量守恒定律有：
五、量变与质变
临界问题是“量变和质变”这一哲学原理在物理学中的典型范例，物体运动状态的变化是多样的，有数量的增减、方向的改变，也有程度上的区别，规模上的不同，但这些变化在一定的范围内通常是连续的、渐进式的，一旦超出了一定的度，就会发生根本性的、显著的突变。这里的“度”即临界状态，越过这个状态或不足这个状态，将有着不同的物理现象和不同结果。因此，解这类题的关键是在分析整个物理过程的基础上，弄清过程突变的条件。
(1)物体B的最大速度：
(2)小车A的最小速度；
(3)在此过程中产生的内能。
解析：有些学生认为，物体B在车A对它的摩擦力作用下向右加速，当两者相对静止时，物体B的速度最大。而事实上在物体B速度增大到洛仑兹力与重力平衡时，B与小车之间压力消失，摩擦力消失，物体B开始在水平方向做匀速运动。这是本题隐含的重要关系。
(1)若A、B相对静止，则有
六、现象与本质
有许多物理问题，从表面看极为相似，实质却有着天壤之别，貌合神离的结构极易使学生形成思维定势。对这类问题要注意把握物理现象的本质，抓住主要因素，排除干扰条件，才能峰回路转，柳暗花明。
例8 如图8所示，在车厢中的A是用绳拴在底部的氢气球，B是用绳挂在车厢顶的金属球，开始时它们和车一起向右做匀速直线运动，若忽然刹车使车减速运动，则下列哪个图正确表示刹车期间车内的情况。
图8
解析：本题可由惯性分析，亦可由受力分析。从惯性角度分析时应注意研究对象的主次之分。在金属球与同体积的空气比较时，金属球为主，而氢气球与同体积的空气比较时空气球为主。车厢刹车时，物体由于惯性将向前倾，所以悬挂金属球的绳前倾，悬挂氢气球的绳后倾。从受力角度分析，车厢刹车时具有向后的加速度，从而绳对金属球的拉力有水平向后的分量以改变它的运动状态，所以悬绳向前倾斜。对氢气球而言，氢气球受到重力，绳的拉力和空气浮力，但由于刹车时，空气由于惯性而挤向车厢前侧，因此车厢前侧密度大，后侧密度小，故氢气球所受浮力偏向后上方，所以悬绳应向后倾斜，选项(D)正确。
七、正面与反面
一般说来，解物理题常是从正面入手进行思考，以其已知条件作为思维起点去探索未知，分析过程时常是按其产生、发展、结束的顺序进行思考。然而，有时也会出现从正面入手难以解决，而反弹琵琶却能出奇制胜。
例9 试证明不可能存在有如图9所示的静电场：即其电场线互相平行而其疏密则不均匀。
例10 有一个圆柱形的空间探测器，其头部截面积为S，以速度v在空中飞行，因进入密度为ρ的宇宙尘埃区而受到阻碍作用，为了保持飞行速度不变，试计算其发动机应增加多大的推力？
解析：因为探测器的质量以及与尘埃碰后的速度均未知，无法通过其动量变化来计算尘埃对探测器的冲力，但是反过来估算尘埃受到的冲力，却十分简便。设探测器与尘埃发生完全非弹性碰撞，且相互作用时间为t，对尘埃运用动量定理有
F△t=△p=mu=ρSv△t·v
则尘埃受到的冲力为
根据牛顿第三定律可知，探测器所受阻力与尘埃受到的冲力大小相等，所以应增加的推力为
八、有限与无限
无限由有限构成，无限包含于有限之中，是对有限的超越。由此我们在求解一些无限往复的极限问题时，要善于从有限的现象中挖掘出无限的本质，通过无限与有限的转化，使问题获得简化。
例11 有无数个阻值均为R的电阻组成如图 10所示电路，求AB之间的总电阻。
解析：本题涉及无穷多个电阻，不可能从左向右逐级进行求解，但注意到无限多个电阻连成无限多级电路，即使去掉有限级数，其总电阻应该不变，如图，我们从CD处断开去掉一级，则CD间电阻与 AB间总电阻应该相等，故有
例12 一弹性小球从5m高处由静止开始下落，设小球在运动过程中受到的空气阻力大小恒定。若小球落地时与地面碰撞的过程中无机械能损失，且小球每次向上弹起的最大高度总等于它上次最大高度的
，求小球从开始下落到最后停止运动的整个过程中通过的路程。
解析：小球所做的是无穷往复运动，若对每一小过程逐一求解，需要用无穷数列的求和公式，显然较繁。若我们选小球开始下落到最终停止的全过程研究，抓住阻力做功与通过的路程有关的特点，就可实现无限与有限的转化。
对小球从5m高处下落到第一次上升到最高处的过程运用动能定理有
联立上述两式解得s=45m。
通过上述数例分析可见，运用辩证的思维方法，适时地进行问题转化，解题就能左右逢源，妙法频生。
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