物理教学中要注重定性分析能力的培养，本文主要内容关键词为：定性分析论文,中要论文,物理教学论文,注重论文,能力论文，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。
一、问题的提出
当前的中学物理教学，学生接受大量定量化的习题训练，定性方法的运用和训练相对不足。表现在解决物理问题上，学生总是急于套公式、建立数学方程，急于去运算，而不是对具体生动的物理过程进行定性分析。事实上，定性分析是一种重要的分析研究方法，它可使我们抓住问题的本质，对研究对象进行质的方面的分析，有利于问题的解决。学生解决物理问题的能力高低，往往体现在定性分析能力的高低上。所谓解题，无非是分析、表达、演算。定性物理分析、数学表达和定量演算是不可分割的，解题的成功正在于三者的完美结合。定性物理分析是表达、演算的根据，只有在分析基础上的解题才是自觉的、主动的、透彻的，才能避免盲目性和随意性。物理教学的目的之一是要发展学生的思维能力，而思维活动中定性分析常占很大分量，定性分析能力是滋润物理素养的源泉。
例1 如图1，一质量为M的弧形轨道置于水平面上，质量为m的小球以水平初速
冲上轨道，小球与轨道的摩擦不计。试求下面两种情形下小球沿轨道上升的最大高度差Δh。①轨道固定，②轨道可在光滑水平面上自由移动（设两种情况下小球所能达到的最大高度均小于轨道高度）。
图1
解析 这个题目绝大部分学生的求解方法是：对情形①用机械能守恒定律求出其上升的最大高度
；对情形②则由水平方向动量守恒和机械能守恒定律，分别列出一个方程，解二元二次方程组，求出上升最大高度
；再求高度差Δh。
分析能力高的学生，则先定性分析哪种情形上升最大高度大。在情形①中，小球到达最高点时，小球初动能全部转化重力势能；而情形②中，小球与轨道有共同速度时小球到达最高点，过程中小球的初动能只有部分转化为重力势能。可见情形①中小球上升最大高度大。而两种情况下小球终态重力势能的差值与第二种情形下小球与轨道共同速度运动时的动能相等。
绝大部分学生，求得结果往往就算完成了。分析能力强的学生，会对结果再作定性分析，一方面可以从量纲上分析一下答案是否合理。另一方面，可用极限分析法，令轨道质量M趋于无穷大。则情形②应与情形①等同，Δh应趋于零，所得结果满足这一特殊情形。
通过这个例子可看出学习能力高者，表现在理解题意后，首先对问题作深入的定性分析，然后才应用有关规律进行定量计算，最后再对结果进行定性分析。定性分析可使我们抓住物理问题的本质，而不是一下陷入数学的推导和演算之中而影响对丰富而生动的物理本质的认识，同时可避免一些繁琐的运算。较强的定性分析能力，会使学生具有更为深刻的洞察力。
二、定性分析常用的方法
（一）对称性分析
对称原理是物理方法中一条极其重要的原理，自然界中存在各种各样的对称性，使得人类自古以来就有了对称性观念，并与“美”、“和谐”等概念联系在一起，进而产生了对称性方法，对称分析是定性分析常用的方法之一。
图2
例2 如图2，质量分别为
的两物块，连结在一轻弹簧两端，并将B放在水平面上，系统平衡后，在A上作用一竖直向下的恒力F，A到达最低位置时撤去F，要求A反弹能将B提起，求F的最小值（弹簧始终在弹性限度内）。
解析 本题可用机械能守恒定律求解，但须补充弹性势能公式，运算量很大且有超教学大纲的嫌疑。若用定性半定量分析方法，既不超纲，又使运算简捷。对A作用了力F之后，若F始终作用在A上，则A在竖直方向作简谐振动，平衡位置在A原静止位置下方F/k处，振幅即为F/k，A原静止位置即为振动的最高点。由对称性可知，A振动到最低点时受的合力大小为F，方向竖直向上，在这一位置撤去F后，A在该位置受的合力大小为2F，方向竖直向上，之后A以原静止位置为平衡位置在竖直方向作简谐振动，根据简谐振动的对称性，振动到最高点时，A受的合力大小为2F，方向竖直向下。设此时弹簧对A的拉力为
，则
（二）极限分析
让某些物理量取特殊值，常常不难看到在某些极限情况下必然出现的结果（如上面例1结果的分析），有助于找到所求结论的某些特征，快速地由概念或规律将矛盾暴露出来，通过简单的分析计算，快速有效地解决问题。
例3 如图3，竖直平面内密闭的U型管内装有水银，左右两端封闭有空气。两侧水银面高度差为h，现把U型管竖直浸入热水中，高度差h将
A.变大 B.变小
C不变D.条件不足，无法判定
图3
解析 本题可图解法讨论，但用极限分析法更简捷，采用逆向思维，设想两部分气体降低相同的温度，让两部分气体温度都趋于绝对零度，则两部分气体压强均趋于零，水银柱在重力作用下，左侧液面下降，右侧液面上升，高度差h减小。现升高相同温度，h应增大，选项A正确。
极限分析法常用于对结果的分析判断和求解选择题。
（三）图形表示
物理图象能直观、形象、简洁的展现两个物理量之间的关系，清晰的表达物理过程，能使问题视觉化。利用图象分析解决问题，有时能起到事半功倍的效果，尤其对一些看似不能解的题目，利用图象能起到意想不到的效果。
例4 将质量为2m的长木板静止放在光滑的水平面上，如图4甲所示，一个质量为m的小铅块（可视为质点）以水平初速度由木板左端向右滑动，到达木板右端时恰能与木板相对静止。铅块运动中所受的摩擦力始终不变。现将木板分成长度与质量均相等的两段1和2，并紧挨着放在原水平面上，如图4乙所示。让小铅块仍以初速度。由木板1的左端开始向右滑动。则下列说法中正确的是
图4
A.小铅块仍能滑到木板2的右端，并与木板2保持相对静止
B.小铅块仍能滑到木板 2的右端，且能飞离木板
C.小铅块滑到木板2的右端前就与木板2保持相对静止
D.甲图过程中产生的热量大于乙图过程中产生的热量
解析 本题定量求解较繁，但利用v～t图象则很容易将问题分析清楚。小铅块在甲图木板上滑动过程中，小铅块的v～t图象为图5中的AB线段，木板的v～t图象为图5中的CB线段，ΔABC的“面积”等于木板长度2l（设甲图中木板的长度为2l）。小铅块在乙图中的木板1上滑行时，木板1、2的运动情况相同，其v～t图象为图5中CD段且与CB重合，小铅块滑上木板2后，木板1、2分离，木板1做匀速运动，木板2继续作加速运动，小铅块在木板2上滑行时木板2的v～t图象为图5中DE段，之后小铅块与木板2一起匀速运动。四边形ACDE的“面积”等于小铅块在木板1、2上滑行的距离之和。很显然，乙图中小铅块在两木板上滑动距离小于甲图中滑动的距离，选项C正确，再根据产生的热量
，可知选项D正确，本题选CD。
三、结束语
教学中应该有意识地扭转只重视定量计算的训练的局面，高度重视培养学生的定性分析能力，一方面教师要给予必要的示范、指点、引导，另一方面要增加定性分析的训练量。当然重视定性分析不等于弱化数学工具在物理教学中应用，否则因为数学手段及思维匮乏，限制学生能力的发展。重视定性分析是还定性分析理应有的地位。定性和半定量化分析方法的应用对于物理思维能力的提高、科学素养的培养具有深刻的意义。