物理思维方法

物理思维方法（通用12篇）

物理思维方法 篇1

普高阶段的学习除了要学习基本的理论和知识外,还要特别注意方法.可以这样说,没有一个好的方法,下再多的功夫都是事倍功半的,甚至是徒劳的.对于一个理科生来说更是如此.我们必须找到一个好的方法,然后归纳总结,举一反三,反复应用于实战练习,才能达到理想的学习效果.学好一门课程的方法是多方面的,包括总体领悟的方法,也包括具体的解答习题的方法.不管什么方法,都体现了你对这门课程知识的掌握程度.以物理为例,给你一道物理题,你的解法就反映了你对物理知识的理解.本文将根据自己多年的教学经验,主要讲解一些物理思维及其在解题方法中的具体发挥,并就此提出一点浅见.

一、概述

高中物理解题方法无外乎三大思维的应用,即:逻辑思维、发散思维、整体思维.又因为物理是一门以实验为基础的学科,所以我们要重视在实验中去引导开发学生的这几大思维,从而把它们应用到实际的解题当中去.我们还要利用各学科相通的特点,融会贯通,举一反三.抓住典型例题,反复练习,从中总结出一般规律,以不变应万变.那么这三大思维是如何应用到高中物理解题方法中的呢?首先,逻辑思维,这是学物理所必不可少的.我们物理学不同于文学,我们讲究逻辑,并且是一环扣一环的,马虎不得.在具体的解题中它又是灵活的,可以顺向分析,层层抽丝剥茧,也可以逆向分析,利用逻辑大胆假设.再看发散思维,这对我们的分析能力要求比较高,这也正是我们解答物理所需要的.面对一道物理题,我们就必须要从各方面去分析,找出原因,对症下药.我们物理解题的过程就是分析题干,列出表达式,进行演算三大步骤,可见发散思维应用于物理解题的重要性.最后,整体思维.这个是个大综合,分两层.一层是我们在解某种题的时候需要把其放入某个系统中分析或者必须把其看作是一个整体的系统.另一层就是我们所说的各学科的互相融合,尤其是数理化的融合,我们在具体答题的过程中可以广泛应用其他学科的知识以及一些好的方法,这样我们解物理题的效率会高得多.下面我们再来看一下这些方法在解题中的具体应用.

二、高中物理具体解题方法分析

1. 逻辑法的灵活应用.

我们在解题的时候习惯于从已知量出发,按物理量之间的关系,运用合适的物理规律,逐步推出待求量.对于一般常规的题目来说,这是方便可行的.但当我们碰到复杂的或反常规的一类题目,我们就要巧妙的利用题目中逻辑关系,可以反过来思考,或大胆提出假设,根据假设一步步得到题目想要的解答.这种方法就是从要求的未知量开始,运用物理概念和规律,找出与其有关的物理量,逐步分析,层层推进,由一个问题引到另一个问题,最终找到未知量跟已知量的关系为止.大多数时候我们可同时运用这两种方法.顺向分析解题法可以让我们思路清楚,叙述也简短明了.而逆向分析解题法可以让我们比较快的找到解决问题的起点,容易入手.两者结合起来就既能使表达简单又能较快的解决问题.例如,有一质量为5千克的铸铁沉入河底,现用绳子以0.5米/秒的速度把此铸铁从水底提至水面用了3分钟.求拉力做了多少功?我们首先就可以利用逆向分析法进行分析:要想求拉力做的功就要知道绳子对铸铁的拉力F和铸铁沿拉力方向移动的距离s;而要求拉力F就必须求出铸铁的重力G和铸铁在水中受到的浮力;再根据匀速直线运动s=vt求得s,这样就可以求得拉力所做的功了.我们再根据顺向表达,把表达式列出来即可.

另外,物理解题中的一些假设法等等其实都是逻辑关系的合理应用.

2. 发散思维的具体发挥.

这一思维主要应用于分析题目上,也就是物理解题的第一大步骤上.所谓分析即对物理过程和物理现象进行分析,分析在各种条件下可能出现的结果或变化,以及导致这些结果和变化的原因.我们物理解题的关键就是对题目进行这样的定性分析,只有弄清题干的要求,找出原因了才可能进行接下来的操作,否则即使熟悉再多的公式都派不上用场.我们学生解题困难最重要的原因也就是分析问题的能力差.如上面所举的例题,如果不善于分析问题,找不出题目所需的关键量,也就不可能解答这样一道简单的题.所以说发散思维是重中之重.它贯穿于我们整个学习的过程中,以及物理解题的整个过程中,不论何种方法,都离不开这一能力的培养.因此我们教师一定要转变角色,改变教师分析、学生听的模式,换以在教师的指导下,让学生亲自分析教学模式.这样才能让学生真正独立解题,真正掌握物理解题的各种方法.

3. 整体思维的方法.

我们一直说物理解题的三大步骤,第三步就是展开演算,这也是很重要的一步.因此我认为物理与数学的结合是学科综合应用最主要的部分.不只于此,数学的思维,数学的方法,数学模式也能帮助解答很多物理题,而且我们会发现利用数学思想去解物理题往往会迎刃而解,同时,学生的发散又得到了很好的锻炼.如:数形结合、比例关系运算,二次函数的性质,三角函数的角度关系、等量关系等数学思想都可以应用到物理解题中去.

物理思维方法 篇2

物理学思维方法及其对自然科学的影响

物理学作为一门基础自然科学,不仅与其他自然科学之间有知识上的联系与交叉综合,在思维方法上对其他学科也有指导意义.本文浅谈在物理学研究中运用的.几种主要思维方法及其对自然科学的影响.

作 者：李莉 彭振生 作者单位：宿州学院,物理与电子工程系,安徽,宿州,234000刊 名：池州师专学报英文刊名：JOURNAL OF CHIZHOU TEACHERS COLLEGE年，卷(期)：21(5)分类号：NO3关键词：思维方法 物理学 自然科学 影响

高中物理实验中思维方法浅探 篇3

关键词：物理实验；思维方法；简介

中图分类号：G427文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2013）12-067-1

实验，是自然科学研究的重要方法，也是自然学科教学的重要手段，实验能力是高考物理学科要考核的能力之一。只有掌握物理实验中科学的思维方法才能真正地吃透和理解实验，提高实验能力。物理实验中常见的思维方法大致在以下几方面。

理想化法：影响物理现象的因素往往复杂多变，实验中常可采用忽略某些次要因素或假设一些理想条件的办法，以突出现象的本质因素，便于深入研究，从而取得实际情况下合理的近似结果（通俗地说就是抓大放小）。例如在《用单摆测定重力加速度》的实验中，假设悬线不可伸长，悬点的摩擦和小球在摆动过程的空气阻力不计；在电学实验中把电压表变成内阻是无穷大的理想电压表，电流表变成内阻等于0的理想电流表等等实际都采用了理想化法。

平衡法：物理学中常常利用一个量的作用与另一个（或几个）量的作用相同、相当或相反来设计实验，制作仪器，进行测量。例如测量中的基本工具弹簧秤的设计是利用了力的平衡，天平的设计是根据力矩的平衡；温度计是利用了热的平衡。

放大法：在现象、变化、待测物理量十分微小的情况下，往往采用放大法。根据实验的性质和放大对象的不同，放大所使用的物理方法也各异。例如：在《测定金属电阻率》实验中所便用的螺旋测微器：主尺上前进（或后退）0.5毫米，对应副尺上有5n个等分，实际上是对长度的机械放大；许多电表如电流表、电压表是利用一根较长的指针把通电后线圈的偏转角显示出来。又比如在《卡文迪许扭实验》，其测定万有引力恒量的思路最后转移到光点的移动（跟“库仑静电力扭枰实验一样），都是将微小形变放大方法的具体应用。

累积法：将微小量累积后测量求平均的方法，能减小相对误差。实验中也经常涉及这一方法。例如，在《用单摆测定重力加速度》实验中，需要测定单摆周期，用秒表测一次全振动的时间误差很大，于是采用测量30-50次全振动的时间T，从而求出单摆的周期T=t/n（n为全振动次数）。又如在《测定金属电阻率》的实验中，若没有螺旋测微器时，也可把金属在铅笔上密绕若干圈，由线圈总长度来测出金属丝的直径。

转换法：某些物理量不容易直接测量，或某些现象直接显示有困难，可以采取把所要观测的变量转换成其他变量（力、热、声、光、电等物理量）的相互转换进行间接观察和测量，这就是转换法，还是以卡文迪许《利用扭秤装置测定万有引力恒量实验》为例：其基本的思维方法便是等效转换。卡文迪许扭秤发生扭转后，引力对T形架的扭转力矩与石英丝由于弹性形变产主的扭转力矩这就是等效转换，间接地达到了无法达到的目的。本实验中转换法还应用于石英丝扭转角度的测量上，这个角度不是直接测出的，而是利用平面镜反射光在刻度尺上移动的距离间接测出的。转换法是一种较高层次的思维方法，是对事物本质深刻认识的基础上才产生的一种飞跃。如变曲为直实际上就是该方法的应用。

控制法：在高中物理实验操作过程中，往往存在着多种变化的因素，为了研究它们之间的关系可以控制一些不变量，依次研究某一因素的影响，这种方法称之为控制法（或控制变量法）。例如，在研究物体的加速度跟物体受的外力及物体的质量之间的定量关系的演示实验中，为了弄清楚外力F，质量m两个因子中的每一个分别对物体加速度a的影响，必须这样来进行实验：在m一定的条件下改变F，考察a—F之间存在的函数关系；在F一定的条件下改变m，考察a—m之间存在的函数关系。上述研究方法就是控制法的典型例子，由此可见，控制实验条件的思想是物理实验设计的基本思想之一。

留迹法：有些物理现象瞬间即逝，如运动物体所处的位置，轨迹或图像等，设法记录下来，以便从容地测量、比较和研究。例如：在《测定匀变速直线运动的加速度》、《验证牛顿第二运动定律》、《验证机械能守恒定律》等实验中，就是通过纸带上打出的点记录下小车（或重物）在不同时刻的位置，（位移）及所对应的时刻，从而可从容计算小车在各个位置或时刻的速度并求出加速度；对于简谐运动，则是通过摆动的漏斗漏出的细沙落在匀速拉动的硬纸板上而记录下各个时刻摆的位置，从而很方便地研究简谐运动的图像；又如利用闪光照相记录自由落体运动的轨迹等实际都采用了留迹法。

模拟法：有时受客观条件限制，不能对某些物理现象进行直接实验和测量，于是就人为地创造一定的模拟条件，在这样模拟的条件下进行实验。例如在《电场中等势线的描绘》实验中，因为对静电场直接测量很困难，故采用易测量的电流场来模拟。又如在确定磁场中磁感线的分布，因为磁感线实际不存在。我们就用铁屑的分布来模拟磁感线的存在。

比较法：比较法就是在一定的实验条件下找出研究对象之间的同一性和差异性。比较是认识事物的基础，因而广泛用于物理实验中，从而来探索物理规律。在高一物理教材中，“平抛物体的运动”教学中运用演示实验将平抛运动和自由落体运动相比较，从而说明了平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，水平方向速度的大小并不影响平抛物体在竖直方向上的运动，在此基础上学生就较易理解平抛运动的规律了。

对高中物理解题思维方法的解读 篇4

一、整体和隔离

物理教学过程中, 常用的解题方法主要为两种: 整体解题方法和隔离解题方法, 这两种解题方法的解题思维对综合知识要求很高. 高中物理题的解题难度很大, 其解题步骤非常繁琐.整体和隔离的思维模式可以将复杂的物理习题简单化, 通过局部求解的方式, 逐一击破物理难题. 整体思维是习题的宏观考虑, 排除其细枝末节, 将互相有联系的物体事物看做一个整体, 这种解题思路, 不仅能够使学生的解题思路更清晰, 还能够将物理习题的难度大大降低. 隔离思维是将局部习题难点, 进行重点突破, 使其脱离物理整体, 从客观的角度考虑其局部的物理含义, 寻求解题思路, 物理习题中的相关等量关系有很多, 隔离思维方式可以广泛的应用在这种类型的物理习题中.

例1如图1所示, 在光滑的水平面上, 有等质量的五个物体, 每个物体的质量为m. 若用水平推力F推1号物体, 求: ( 1) 它们的加 速度是多 少? ( 2) 2、3号物体间的压力为多少?

解题策略: 因各个物体的加速度相同, 可以五个物体整体为研究对象求出整体的加速度. 再以3、4、5号物体为研究对象求出2、3号物体间的压力.

解题提示: 对整体F = 5ma, 对3、4、5号物体T = 3ma, 得a= F /5m; T = 3F /5.

二、归类与转化

物理模型可以帮助学生找到解题思路, 是学生解题的重要环节. 在传统物理教学中, 教师对归类和转化的教学观念并不重视, 导致学生缺乏归纳和转化技巧. 随着物理教学改革的不断推进, 归类和转化在物理教学中的地位越来越明显, 在高中物理教学中具有重要发展地位. 将同种类型的习题进行系统分类, 规范解题方法和解题技巧, 之后通过各种解题方法的转化, 可以大大降低物理习题的解题难度. 据相关数据统计, 高中物理习题中有近70% 的习题, 需要用到归类和转化思维, 由此可见, 归类和转化思维方法对高中物理教学具有重要影响意义.如图2所示, 一个细线连接两个同等质量的小球, 在磁场强度E的作用下, 小球均带正电, 电量分别为Q1和Q2 ( Q1> Q2) . 当细线与电场方向平行时, 小球会发生相应的运动. 这是一道电学题, 通过对习题进行分析可知, 两个小球的运动加速度是相同的, 因为它们受到的外力是相同的, 为E ( Q1+ Q2) . 在解题过程中, 学生可以将关于力和加速度的力学问题, 应用牛顿第二定律及物体受力分析便可以使问题得到有效解决.

三、正向和逆向

正向思维和逆向思维是物理解题的两种思维形式, 在高中物理传统教学中, 其思维方向对学生解题具有重要影响意义. 学生在解题时通常会应用正向思维, 这种思维模式的应用范围很广, 但是部分习题并不适用于正向思维, 甚至有时一味寻求正向思维的解题模式会严重阻碍正常的解题步骤, 使学生陷入思维困境. 逆向思维是背离正向思维的一种新型思维模式, 将物理习题倒过来思考, 对于个别习题来讲, 有时逆向思维会大大降低物理解题的复杂程度. 如, 卡车在匀速行驶时, 突然紧急制动, 经过8秒之后才停下来, 最后一秒卡车的位移是2米, 求卡车的加速度和匀速行驶速度. 这是一道典型的运动学物理题, 在解题时应运用常规解题思维, 由于需要计算的各项物理参数很多, 如果这道题的解题步骤相对比较繁琐, 如果在解题时运用逆向思维, 把紧急制动过程看作初速度为零的匀加速直线运动的逆过程, 最后1秒位移就变成了匀加速运动的最初1秒位移, 卡车匀速行驶的速度就变成了匀加速运动的末速. 通过简单的运动学公式就可以计算出正确答案. 如果条件里有a, s, v三者中两者, 求第三个就用v22- v21= 2as,

有s, a, t中两者求第三个用s = 0. 5at22或有v0时s = v0t +0. 5at2, 有a, v, t中两者求第三个用v = v0+ at.

四、代换和推理

高中物理教学涉及到的基本概念很多, 其物理原理是学生解题的重要科学依据, 但是如果学生在解题时完全依照传统的解题思路去解题的话, 会增加解题的复杂性和局限性. 所以在解题过程中, 有效运用代换与推理解题思维模式, 将固定的物理量转化成一个物理计算过程, 将物理模型与复杂问题解答有效结合在一起, 使解题方法简单化, 并且能快速将问题计算解决, 对提高学生解题速度具有很大的帮助. 例如, 黄金代换公式:

物理思维方法 篇5

贵州省大方县第一中学物理组 张顺全

摘要：常常听到学生抱怨说：“在初中时物理还可以，但到了高中，物理太抽象太难学了”。在物理学习调查中，发现60%的男生，85%的女生普遍存在物理成绩上不去，认为物理是一门非常难学的学科。这部分学生的学习动机和刻苦程度都比较好，但学习效果不好，使他们丧失了学习物理的兴趣，他们中的大多数同学实际上是没有 掌握解决高中物理问题的常用思维方法。因此，本文将归纳并介绍高中物理学习中常用的几种思维方法，即：整体隔离思维法、逆向思维法、等效思维法、图象法、极限思维法及分析和综合法，并通过具体的例子解析及方法总结，对学生的学习及教师的教学都有一定的指导意义，掌握了正确的思维方法，会对我们的学习及教学起到事半功倍的作用。

关键词：高中物理、思维方法、培养。

正文：常言道：“授之以鱼，只借一餐；授之以渔，终身受益”。因此作为一名中学物理教师，在我们的平时教学中，不仅要让学生掌握、理解知识，更重要的任务是培养、训练学生的思维方法，提高灵活迁移运用知识解决物理问题的能力，使学生的学习更主动，效率更高，兴趣更浓。本文将通过一些具体例子，与各位同行共同探讨高中物理教学中学生思维方法的培养。

一、整体与隔离思维方法

整体思维与隔离思维都是中学物理解题的常用思维方法。整

体法是一种把研究对象放在系统中加以考虑的方法，是从整体出发，从部分与整体的联系中揭示整个系统的变化规律，使整体和部分辩证统一起来。而隔离法是将研究对象从系统中隔离出来，单独进行分析，找出其运动规律的思维方法。我们根据已知条件和要求的问题，可以把它们作为一个整体来处理，也可以把它们的某一部分拿出来单独处理；可以先部分再整体，也可以先整体再部分。此二种思维方法往往交叉使用，也可单独使用，这要据具体问题而定，我们在教学中，培养学生的整体与隔离思维很有必要。

例1：如图（1）所示，质 量为m的物体A放在质量为M 的物体B上，B与弹簧相连，它

们一起在光滑水面上做简谐运动，图（1）振动过程中，A、B之间无相对滑动，设弹簧的劲度系数为K，当物体离开平衡位移为X时，A、B间的摩擦力的大小等于多少？

解析：该题采用整体法结合隔离法列式可得出结果，也可单独采用隔离法求解。采用整体隔离法：先将A、B看成一整体，当物体离开平衡位置位移为X时，A、B整体的回复力为F=-kx，物体的加速度为a=-kx/（M+m）。所以由牛顿第二定律知，A受到B的摩擦力的大小为f=ma=

m.KX 可让学生讨论隔离法：（对MmB在水平方向由牛顿第二定律有kx-f=Ma ①,对A在水平方向由牛顿第二定律有f=ma ②，由方程①②有f=

m.KX。）Mm

方法总结：整体思维方法和隔离思维方法都可用时，我们应首选整体法。整体思维方法强调从整体上把握问题的因果关联，站在更高的立场看问题，解决问题更为全面，透彻，清晰。大大缩短解题时间，简化解题过程，不失为一种上乘的思维品质。但我们在处理系统内部各部分之间的作用时，还要结合隔离法才能解决问题。

二、逆向思维法

逆向思维法是抽象思维形式中的一种思维方式，这种思维方式通过与正常的截然相反的方式、方法、路线去研究与思考问题。在物理教学中，合理地应用逆向思维，不但能给学生展示新颖的思想和独特的技巧，而且能加深对物理概念和规律的认识、理解，提高学习效率，对培养创造性人才有重要作用。在物理发展史上，逆向思维曾取得过重要成就。如奥斯特发现了电生磁后，法拉第运用逆向思维解决了磁生电的问题，麦克斯韦用场的观点，分析了电磁感应现象，得出了变化磁场能产生电场后，运用逆向思维得出变化的电场能够产生磁场的结论，从而归纳出麦克斯韦方程组，形成严密而完整的电磁理论，在物理教学中，有些问题按常规思维习惯去思考，往往既复杂又麻烦，甚至难以得出结论，但对问题逆向思考，则问题可能迎刃而解。

例2 如图（2）所示，质量力m，水平速度为v0的子弹刚好能穿过四块固定的木板，已知四块木板对子弹的平均

阻力相同，且子弹穿过每块木板的时间相同，求四块木板的厚度之比。

解析：此题子弹穿过四块木板做初速度为v0的匀减速直线运动，且末速度为零，按正过程求解，显得非常复杂，但按逆过程求解则极为简单。设四木板厚度分别为d1、d2、d3、d4，由题意知，子弹穿过木板的逆过程为初速度为零，末速度为V0的匀加速直线运动，根据有关运动学知识可知，逆过程在相邻、相等的时间内的位移之比s1 : s2 : s3 : s4= 1:3:5:7，所以四木板的厚度之比：d1 : d2 : d3 : d4= 7:5:3:1。

方法总结：逆向思维是一种突破常规定型模式和超越传统理论框架，把思路指向新的领域和新的客体的思维方式。当我们遇到用正向思维很难解决、或解决过程比较繁杂的物理问题时，就可以打破传统的思维定势，采用逆向思维。当然，强调逆向思维不是要求一切问题都从另一面去思考，同时，没有知识的逆向思维是无源之水、无本之木。在其它条件相同的情况下，基础知识越牢固，对问题的理解就越深刻，应用逆向思维就能取得更大的成效。

三、等效思维法

等效思维是从两个不同的物理过程在某些方面或某种意义上产生相同效果中受到启发，使问题获得解决的思考方法，且有启迪思考，扩大视野的作用，物理学中物理模型的等效，物理过程的等效、等量替代、等效条件、等效变换等比比皆是。

例3 如图（3）所示，一条长为L=0.1m的细线上端固定在O点，下端系一个质量为m的带电小球，将它置于一个很大的匀强电场中，电场强度为E，方向水平向右，已知小球在B点时平衡，细线与竖直线的夹角=37º。

（1）当悬线与竖直方向的夹角为多大时，才能使小球由静止释放后，细线摆到竖直位置时，小球速度恰好为零？

（2）当细线与竖直方向成角时，至少要给小球一个多大的速度，才能使小球在竖直面内做完整的圆周运动？（g取10m/s）

解析：此题若用其它方法求 解，则解题过程较复杂，但若使 用等效思维求解，可使问题简单 化，很快得出结论。

（）

（1）小球静止在平衡位置时，细线的拉T=

mgcom

=1.25mg将g′=1.25g看成等效重力加速度，这时“等效竖直”方向为与重力竖直方向成37º角的方向，则据单摆振动的对称特点可知，要使小球摆到竖直时速度为零，则悬线最初与竖直方向成2=74º。

（2）小球做完整圆周运动的等效最高点应在OB连线上B点关于O点的对称点B′点。设小球在等效最高点时的速度为V2，最初在B点时小球速度至少为V1，才能使小球做完整的圆周运动，则有：

12mV1=mV2+mg′〃2L ① 2

2122v2mL=mg′ ②

5g/L由①②式有V1=

=2.5m/s。

方法总结：等效思维的实质是在效果相同的情况下，将较为复杂的实际问题变换为简单的熟悉的问题，以便突出主要因素，抓住它的本质，找出其中规律.因此应用等效法时往往是用较简单的因素代替较复杂的因素，以使问题得到简化而便于求解.而不是把简单的问题复杂化。

四、图象法

图像法是根据题意把抽象复杂的物理过程有针对性地表示成物理图像，将物理量间的代数关系转变为几何关系，运用图像直观、形象、简明的特点，来分析解决物理问题，由此达到化难为易，化繁为简的目的，图像法在处理某些运动问题，变力做功等问题时是一种非常有效的方法。

例4，汽车正以10m/s的速度在平直公路上前进，突然发现正前方4m处有一辆自行车以4m/s的速度沿同一方向做匀速直线运动，汽车立即关闭油门做加速度大小为6m/s的匀减速运动，问汽车能否撞上自行车？

解析：解法一，利用运动学规律求解，因开始时，V车>V自，所以两车间距△S不断减小，若当V车=V自时，汽车仍未追上自行车，则△S>0，之后，V车

2汽车减速到4m/s时的运动时间和发生的位移分别为： t= v0v自104= =1S

6a122S车=V0t－at=10×1－6×1=7m 这时自行车发生的位移为： S自=V自〃t=4×1=4m 这时汽车离自行车的距离为：

△S=S自+S-S车=4+4-7=1m>0，故汽车不能与自行车相撞 解法二，利用V-t图象进行求解，如图（4）所示。直线I、II分别是汽车与自行车的V-t图线，其中划斜线部分面积表示当两车 车速相等时汽车比自行车多发生 的位移S，所以应用

2(v车v自）(104)2S==2a2612

2m=3m＜4m

（）

故汽车不能与自行车相撞。

方法总结：图象法就是运用物理规律对图象进行分析、比较、判断有关问题的方法。物理学中常用的图象有v-t、s-t、p-v、p-t、v-t、u-i、p-R、i-t、q-t图等。对图象的认识应注意：纵、横坐标代表的物理量、单位、图象斜率、截距的意义，与坐标轴所围面积的意义，交点的意义等。比较以上两种解法我们不难看出，许多物理问题采用图象法分析会更直观，更容易找出其变化规律，起到事半功倍的效果。

五、极限思维法

极限思维法也叫特殊值法，根据普遍性蕴含特殊性，特殊性渗透普遍性的原理，当物理过程连续变化时，让其趋向某一特殊值，此时物理现象仍受原规律支配，从而简化了问题，迅速得出结论。

例5，如图（5）所示，一图柱形 容器中盛满水，用细线悬挂起来，让 容器做小角度（最大偏角小于5º）摆 动，则其振动周期将（）A、越来越大，B、保持不变，（）

C、越来越小，D、先增大后减少

解析：由题设条件知，容器的振动为简谐振动，其周期T=2L，而L为悬点到系统重心的距离，定量讨论L的变化关g系较复杂

如采用极限思维法：在水不断连续流出的过程中只选三个特殊状态来确定重心，即盛满水时，重心在容器的1/2高度处；流出部分水后，系统重心下降，全部水流完后，重心又在容器1/2高度处。由此得出系统重心先下降后上升到某一确定位置，故摆长先增大后减小，正确答案选D。

方法总结：极限法是把某个物理量推向极端，即极大和极小或极左和极右，并依此做出科学的推理分析，从而给出判断或导出一般结论。极限法在进行某些物理过程的分析时，具有独特作用，恰当应用极限法能提高解题效率，使问题化难为易，化繁为简，思路灵活，判断准确。因此要求解题者，不仅具有严谨的逻辑推理能力，而且要具有丰富的想象能力，从而达到事半功倍的效果。

六、分析和综合法

分析就是把研究对象分成各个组成部分或因素，然后分别加以考察和研究，从而揭示其属性和规律的思维方法，任何复杂的事物都是由各个部分或各个要素组成的，将它分解后，逐个部分或逐个要素进行研究，可以使研究工作简化，容易揭示研究对象的本质，综合就是把研究对象的各部分或各层次集合进来进行考察的思维方法，找出各部分或各层次之间的联系和作用，从而从整体上把握事物的本质和规律。

例6，用长为L=1m的细绳将质量为m=1kg 的小球悬挂在天花板上的O点，细绳能承受的最 大拉力为20N，使小球在水平面内做圆周运动，并使小球的转速越来越快，细绳断后小球掉在地 面，求小球落点距悬点O的水平距离R为多少？

（已知，天花板距地面高为=5.5m，g=10m/s）

解析：小球开始作圆周运动的向心力由细绳的拉力及小球重力的合力提供，当绳的拉力达到20N时细绳断，以后小球作平抛运动，最后掉在地上。

由题意有，当绳断时，设此时绳与竖直方向的夹角为，小球作圆周运动的半径为r，线速度为v0。

2O

（）

则COS= mg= ∴=60° ①

Fm12

∴F

2v0向=FmSin60°=m

r

②

r=Lsin60°=

3m2代入②解出V0=15m/s n 绳断后球作平抛运动，将其分解为竖直方向的自由落体和水平方向的匀速直线运动，设下落时间为t，则有：

H－Lcos=

12gt 解出t=1S

2水平位移S=V0t=15m

由勾股定理有：落点到悬点0的水平位移为 R=S2r2=1.57m

（）

方法总结：分析和综合法是解决高考物理计算题常用的方法，特别是题设情景涉及过程多和运动形式复杂的问题，利用其它方法无法解决，我们只好把问题分段研究和分解研究，并注意理清问题的情景、已知条件和各段之间的联系，必要时还要画出物体的受力图和运动示意图，仔细分析，再复杂的问题也可迎刃而解。

其实，高中物理的思维方法还有很多，例如：对称法、微元法、估算法、递推法、降维法、类比法、近似法、假设法等。只要教师在教学中注重引导和归纳，学生就会不断地摸索和总结，从而在学习中加以应用，提高学习效率，起到事半功倍的作用。

参考文献：

1．«中学物理教学参考 »（2001特辑）2．«中学物理教学参考 »（2002特辑）3．«金牌之路»（张大同 著）

物理思维方法 篇6

关键词：高中物理；物理思想方法；思维品质

培养创造性人才是当前我国教育的重要使命，素质教育、有效教学是当前高中教学教研的主旋律，要实现这些目标都离不开良好思维品质的培养。思维品质是思维活动中智力与能力在个体身上的表现，是人的思维的个性特征。思维品质的高低是思维能力强弱的标志。在传统教育理念的影响下，对物理知识的教学依然占据着高中物理教学的主阵地，思想方法方面的教学未能得到足够的重视。思想是指导行为的观念或意识，方法是思想的具体化反映，二者常统称为思想方法，物理思想方法是物理学中获取知识、解决问题所采取的各种手段或操作的总和，是物理学科的认识方法与思维体系。良好的思维品质不是生长在堆砌的物理公式原理之上，而是茁壮地成长于各个问题提出与解决的思维过程中。笛卡儿说过：“最有价值的知识是关于方法的知识。”与概念、规律相比，思想方法更具智能价值，物理教学中很大程度上决定学生知识储存和能力发挥状况的是思想与方法的教学。本文通过一些高中教学实例探讨物理思想与方法的教育对学生思维品质的提升与影响，以获得对物理思想与方法教育重要性更具体、更深入的认识。

一、诱导学生建构概念，提升思维深刻性

思维深刻性是指思维活动的抽象程度和逻辑水平，集中表现为在智力活动中善于深入地思考问题，透过现象看本质，知其然又知其所以然，抓住事物的规律，预见事物的发展进程。

高一学生刚接触高中物理就遇到质点这个较为费解的理想模型，教师若仅从定义及条件方面照本宣科，泛泛地列举一堆实例介绍，绝大部分学生学完后只是机械地记住了物理中有这样一种概念，但为什么要建立这样的概念不知所以然，对概念的认识只是浮于表面，这样对学生思维水平的提高毫无帮助。倘若我们抓住眼前的实例进行深入探讨，效果会有所不同。在已提供刻度尺等测量工具的条件下请学生定量地测量出黑板擦在黑板上移动的距离，这个问题学生刚听到会觉得很简单，但仔细一想，问题就来了，黑板擦本身有形状、有大小，怎样确定黑板擦的初始位置、终点位置，应如何处理？一件每天都能见到的小事马上给学生带来思维的撞击，用黑板擦的一个点代表黑板擦，可是用什么点呢，用不同的点测量出的数据不同怎么办，在什么情况下这些数据是相同的或这些数据的差异是否可以忽略……这一系列问题串的呈现与处理把理想模型方法中抓住主要因素忽略次要因素的研究思想平易近人地展示在学生面前，这不仅让学生对质点概念的理解得到深入，更对后面点电荷、单摆、理想气体等一系列理想模型的理解与运用点拨了思维，这对训练学生思维的深度无疑是有帮助的。等效法、比值定义法、类比法在建立概念中也很常用，学习这些方法的应用都可以帮助学生深入地理解概念并提升思维深刻性。

二、启发学生探索规律，提升思维敏捷性

思维敏捷性是指人的思维速度和效益，表现为“见微知著”，能迅速觉察出事物在发展中的趋向、端倪和征兆。

物理学的研究对象之一是物质的运动规律，在长期艰辛的探索过程中，科学家们积累了丰富的探究方法，形成物理思想与方法，它不仅揭示了已知规律的发现过程，也揭示了规律的本质与应用条件，并给探索未知的规律提供了方法与手段。在中学教学中，展示历史上物理规律的探索过程及探索方法是训练学生思维敏捷度的重要手段，巧妙的方法、精辟的思想逐渐渗入学生的脑海中生根发芽，培育出敏锐地观察现象、捕捉规律、发现新知的思维能力。伽利略斜面冲淡引力法探索自由落体规律，理想实验法克服实际阻力无法消除的实验障碍揭示运動与力的关系，开普勒归纳法、猜想与假设法发现开普勒三定律，牛顿猜想与假设法、对称法等发现万有引力定律，库仑类比法发现库仑定律，安培类比法提出分子电流假说，法拉第对称法探索磁生电，焦耳控制变量法、猜想与假设法发现焦耳定律；迈尔等科学家守恒的思想发现能量守恒定律等都是中学教材中著名的探索规律的史实，其中思想与方法的运用应做浓墨重彩的介绍，它们一定会对学生的思维带来启发，同时也带来了科学研究的兴趣与信心。还有一系列的探究课，在探究过程中指导学生应用相应的思想与方法敏锐地发现规律，通过真实的训练与体验，也必定能显著地提升学生思维的敏捷性。

三、指点学生设计实验，提升思维独创性

独创性即思维活动的创造性，思维创造性程度高的人在思维活动中不墨守成规，求异，求变，能创造性地提出异于前人或他人的新颖观点或独特创见。

物理学是一门以实验为基础的科学，物理实验中包含有丰富的物理思想和科学方法，每一个实验都有它独到的设计意图，它是培养学生创造性思维能力的有效途径。物理实验并非只是让学生观察现象、记录数据、得出结论的实践活动，更重要的是让学生感受过程、体验方法。物理思想与方法通常隐身在实验过程中，它需要教师把它点化，引导学生去学习领悟。观察微小形变和卡文迪许扭称实验的放大法，探究滑动摩擦力与什么因素有关的控制变量法，探究弹簧弹力与弹簧形变量关系实验中的平衡法、图象法，验证力的合成遵守平行四边形定则实验中等效替代的思想与对比的实验方法，测量电源电动势与内阻实验中的外推法，双缝干涉测光的波长中测量条纹间距和测量油酸分子直径实验中测量油滴体积的累积法等教材中的实验思想与方法都能够给学生带来很多启示。教材中实验仪器的设计也富含物理思想与方法，适当地给学生讲解也会让学生有很多收获，如，电表设计中电流与安培力的转换法、安培力偶矩与游丝力偶矩的平衡法、游标卡尺的错位放大法、螺旋测微器的螺旋放大法等。

四、引导学生解决问题，提升思维灵活性

思维灵活性是指思维活动的灵活程度，灵活性强的人，智力方向灵活，善于从不同角度与方面全面分析、思考、解决问题。

高中物理新课程标准在课程总目标中指出应让学生能应用所学的物理知识和科学探究方法解决一些生活、生产中的问题，让学生了解物理与技术、经济和社会的互动关系，有将科学服务于社会的责任感。学生学习物理的过程也是一个不断学会解决问题的过程，只有这样才会让学生觉得学习物理是有用的、有意义的，否则只有一堆空洞的理论很难让学生有学习兴趣。在不断地解决问题过程中，人们也逐渐总结积累出很多解决问题的思想与方法，这些都值得借鉴与应用。模型法、整体法与隔离法、合成与分解的方法、守恒的思想、图象法等是高中物理中最重要、最常用的方法，逆向思维法、假设法、转换法、补偿法、微元法等会给解决特定的问题带来惊喜，这些方法的应用与学习有助于提高学生思维的广度，培养发散性思维，在解决新的问题中还可能创造性地催生出新的方法，思维灵活性的提高由此可见一斑。

五、激励学生勇于质疑，提升思维批判性

思维的批判性指思维活动中善于严格地估计信息和精细地检查思维过程的智力品质。思维批判性程度高的人善于独立思考，不容易受他人的影响和暗示，对事物能够从多角度观察、调查、审视，能大胆提出质疑或新观点。

古人云：“学贵有疑，学则须疑，疑是思之源，思是智之本。”只有学生不一味迷信书本、老师、权威，他们才会有自己的思想，才会迸发出创新的思维，铸就创造新知的能力。在教学中培养学生的批判意识和质疑精神是必要且重要的，不同的物理条件下物质运动会呈现出不同的特征与规律，唯有谨慎周全的思维习惯、质疑的眼光审视思路，才能作出客观恰当的分析与判断，可见临界法与极值法的应用可以充分训练分析者的批判性思维，提升思维的批判性品质；科学发展的过程本质就是一个质疑与批判的过程，地心说与日心说的争辩、运动与力的关系的探索、相对论对经典力学的变革、原子模型的猜想等都是教材中著名的史实。猜想与假设法是科学家常用的发现物理规律的思想方法，当传统理论与实验事实发生了冲突，逻辑推理禁锢了思维的脚步，猜想与假设法可以启发分析者批判地审视问题，从一个全新的角度思考问题也许就开辟了新的解决问题的途径。挖掘教材中的历史题材，介绍科学家应用猜想与假设法发现规律的思维过程，一定能促进学生思维批判性的提升，逐步培养学生的创造性思维。

六、指引学生整理专题，提升思维系统性

思维系统性是指思维活动的有序程度，以及整合各类不同信息的能力。系统性思维简单来说就是对事情全面思考，运用一种简化的手段来重新规划我们所掌握的知识和信息，使它们精简有序，并给我们带来整体观。系统性是客观事物的基本属性，思维的系统性是客体系统性的反映，是正确思维的前提。

理论与实践表明对于学过的知识，在没有系统地整理以前往往让人觉得零乱无序，难以记忆，且认识只能停留于粗浅的感性层面，若经过比较、分析、归纳、分类后就会让人觉得条目清楚便于记忆，且易达到较为深层的理性认识，进而快速提取应用。构建物理模型法、守恒的思想、图象法等都是解决物理问题的最常用、最重要的方法，高中物理模型有客体模型、条件模型、过程模型，守恒的思想有能量的、动量的、电荷的、质量的守恒，图象法反映物理规律，力、热、光、电……中比比皆是，抓住点、线、面是不变的法则，以这些思想方法为线索对相关知识问题进行专题归纳、整体把握，对增强学生思维的系统性，提高学生迁移运用知识及方法的能力，必定带来显著的效果。其中整体方法解题的归纳对发展学生思维系统性更具发展功能，将客体或过程的整体视为研究对象，并把相应的问题类型整合为专题，无处不体现着整体与系统的观念。

实际上任何一种思维过程都不仅仅提升了思维的某一方面品质，各方面品质往往是相互依存、相互促进的，但矛盾总有它主要与次要的方面，重点论指出只有抓住矛盾的主要方面才使问题得以解决，眉毛胡子一把抓，最终搞不清问题的真面目。本文通过高中物理各类教学中的一些实例具体分析，虽是借助思想方法的教育对学生思维某一方面品质的提升作用，但综合起来结果是更实际、更全面地认識高中阶段物理思想与方法教育对学生思维品质的影响。物理思想与方法是无数科学家经验的积累、智慧的积淀，是物理教学的精髓和灵魂，是启迪学生思维、提升学生思维品质的金钥匙，高中物理教师应在日常教学中切实加强对思想方法的教育。

参考文献：

[1]张宪魁.物理科学方法教育[M].青岛：青岛海洋大学出版社，2000.

[2]朱龙祥.物理教学思维方式[M].北京：首都师范大学出版社，2000.

试谈中学物理思维方法的培养途径 篇7

思维方法是物理方法教育中最基本的方法之一。按照心理学理论, 思维是人脑对客观事物的一般特性和规律性的一种概括的、间接的反映过程。思维方法包括分析、综合、归纳、演绎、对比、类比等逻辑思维方法和直觉、灵感、想象、猜想、信息等非逻辑方法。对中学物理来讲, 逻辑思维方法是重点;分析和综合是物理教学中最基本的思维方法;归纳、演绎和类比是物理教学中最重要的思维方法。思维方法的培养, 可以采用以下途径进行:

1. 通过知识的传授过程进行

对学生思维方法的培养需要随学科知识教学过程而进行, 寓方法教育于知识教育之中。思维方法不同于具体知识, 它是高度抽象的。如果离开具体学科知识而只讲方法, 就成了方法学课了, 违反了物理课堂数学的实质。因此要寓思维方法教育于知识教育之中, 同时应把思维方法视为和知识同样重要的东西, 视为知识的内核和脉络。在教学中要按照思维方法所展示的路子, 去组织教材, 安排教学进程。

(1) 在知识的传授中教会学生怎样分析和综合。分析的思维过程大致可按以下程序进行: (1) 依据问题的条件和已知的规律, 构建合理的物理图象; (2) 设想用什么知识作解决问题的基础, 分析必须满足什么条件才能运用这些知识; (3) 讲述理想实验时, 根据问题的具体条件建立起相应的物理图象, 构思出过程的细节和情景; (4) 用已知定律、知识给出其数量关系, 建立起方程; (5) 进行数学推导并求解。例如, 我们在研究平抛物体的运动规律时, 就充分地运用了分析的方法。平抛运动是学生最先学习的一种曲线运动, 教给学生的学习方法对于以后的学习有很大的帮助。在此之前学生只有匀速直线运动和自由落体运动的知识基础, 怎样利用已有知识基础隔断学习新知识呢?我们按照以上所讲的基本程序, 充分引导学生将这个问题的整体分解为各个部分来分析。首先复习匀速直对运动和自由落体运动的规律:然后通过演示实验 (平抛仪) 发现平抛运动与自由落体运动的时间相等;再对物体作受力分析———只受重力;从而得到平抛物体的运动特点: (1) 具有水平方向的初速度: (2) 运动中只受竖直方向的重力作用。因此我们就可以把平抛运动看成是水平方向的匀速直结运动和竖直方向的自由落体运动两个简单运动的合运动。我们还借助物理图象, 利用已有知识基础, 分别找出水平、竖直方向的速度与时间关系;水平、竖直方向的位移与时间的关系, 建立物理方程, 从而得到平抛物体运动的规律。

对学生加强综合方法的培养和训练, 使学生知道可以把已分解的对象, 作为一个有机整体来考虑。研究某一对象时, 要注意与之相关联的各个方面养成全面看问题的习惯和思维品质。例如, 在进行“功”的概念的教学中, 就要将“力”和“力方向上的位移”两个因素结合起来考虑, 因为这是做功的两个必要条件;还有像“摩擦力”的, 就要与“正压力”、“相对运动及其趋势”以及“摩擦系数”相联系, 由这三个因素来决定。

⑵有意进行归纳、演绎和类比思维方法渗透。物理学的绝大部分规律都是经过归纳和演绎的方法而发现的。如著名的阿基米德原理:F浮=G排=ρ液V排g结论的得出, 就是通过大量的实验, 不断地分析不同的物体所受浮力与其排开的液体得的关系, 再经过对这一系列数量关系的, 得出了F浮=G排的关系式, 又将这一关系式不断地进行验证, 最后形成了阿基米德原理。这个结论的形成过程就是由归纳到演绎又到归纳。再如力学中的胡克定律、牛顿第三定律、力的合成法则等;电学中的欧姆定律、焦耳定律、串联和并联电路的规律等都是用归纳的方法获得的。要更深刻理解这些定律、公式、法则的意义, 又要进行大量的演绎, 通过对这些定律、公式、法则的运用来解决具体问题。通过运用这许许多多的素材, 让学生潜移默化地形成归纳、演绎的思维习惯, 在解决具体的问题时, 学会归纳和演绎的思维方法。

类比思维广泛运用于物理知识教学中。例如, 从电荷周围存在电场, 引出磁体周围存在磁场;从电力线的引入, 引出磁力线……通过类比, 以帮助学生尽快地接受磁场的有关性质, 这不仅有助于学生对磁场知识构架的形成, 而且有利于学生对电场知识结构的进一步巩固。再如进行静电场教学时:利用重力场进行类比, 以帮助学生理解电势差概念;利用电流水流进行类比, 以帮助学生认识电流产生的条件……还有一些物理概念和规律也是由类比的方法而建立和发现的。把光现象与声现象进行类比, 根据光也象声那样能够反射、折射, 从面推出光也是一种波, 提出了光的波动学说……因此在对这些知识教学的过程中, 有意渗透类比思维的方法, 学生便会自然掌握, 并在以后知识的学习中自觉运用。

2. 通过知识的应用过程进行

学习物理, 不仅要能理解掌握物理概念和规律, 更重要的是能够应用。动用所学物理知识解决相关的物理问题, 这就需要在理解知识的基础上, 掌握解决物理问题的思路和方法。通过对解题思路的研究, 有意向学生渗透思维的方法。在知识的应用中, 学生对简单问题很容易找到解决的方法, 但如将这些简单的问题综合成一个复杂的问题时 (如综合题) , 学生往往无从下手。我们应当引导学生将这一复杂的问题, 分解成许多简单的问题来分析, 这样就比较容易找到解决问题的突破口, 从而“化繁为简”。

在解物理问题时, 也广泛采用类比的方法。例如教材中例题的作用一般来说有两点:一是及时运用和说明物理概念和规律, 二是起解题的示范作用。通过对例题的分析、讲解, 学生在以后遇见类似的问题就会在头脑的记忆中搜寻以前经历过的相类似的题型, 做到有“法”可施, 依葫芦画瓢。还有一些物理问题, 我们可以将待研究的问题与类似的已知规律的物理模型或物理过程进行比较, 找出其“相当”的物理量, 然后直接套用有关公式, 使问题得以顺利解决。运用类比法解题, 可大大简化求解过程。

物理思维方法 篇8

质点模型是高中物理中认识的第一个抽象概念,是个理想化模型,为了方便研究物体的受力和运动,在质点模型的建立过程中,当物体的形状和体积对所研究问题的影响很小时,便可以忽略物体的形状和体积,只注重物体的质量。问题是这种突出重要因素,忽略了次要因素的思想合理吗?由于这样的处理方法打破了学生既有的完美理想,因而有一部分学生怎么都是不理解,对忽略的部分总是不放心,内心深处对结论有排斥情结。如何来解决这样的现状呢?我在实际教学中是通过举一个生活实例来处理的:有个亿万富翁,假定他有一亿零一元钱,一元钱对他的一亿来说就如九牛一毛,微不足道!单从结果看,有没有这一元钱对他的总财富毫不影响,因而这一元完全可以忽略不计。举这样的生活例子,学生可以从亲身体会中感受“突出重点,忽略次要”思想的合理性,使学生从内心里能够接受这种科学方法。情感是学生学习的核心动力之一,但往往体验性不够,教师无法利用抽象的分析手段达到预期的教学效果,通过举这样的实例,就能使学生把物理与生活联系起来,从而达到突破难点的良好效果。

二、自由落体运动的研究

自由落体运动严格地说是物体只受重力从静止开始下落的运动,但地球上的物体在下落过程中,空气阻力不可避免,而且在研究物体下落时,很多问题中都把物体的运动看成是自由落体运动,即在研究过程中,忽略了空气阻力对物体运动的影响,这种处理问题的方法合理不合理呢?我在实际教学中通过演示实验进行了如下的教学过程。

第一步:让每位学生准备两张大小相同白纸,分别标记为白纸A、白纸B。然后让学生把白纸A从一定高度从静止释放,观察纸片的运动情况,实验结果:白纸片晃晃悠悠下落。

第二步:接着让学生把白纸B用力揉紧,变成白纸团,再把白纸片A和白纸团B从同一高度从静止释放观察,实验结果:相同的白纸片A和白纸团B运动情况完全不同,纸团的运动比纸片快的多。

第三步:最后把白纸团B从1m高度由静止释放与自由落体试验仪中物体的运动进行对比,发现纸团B的运动和试验仪中物体的运动完全一样,因此可以把白纸团B的运动近似看成是自由落体运动。

在这个实验过程中的“突出重点,忽略次要”思想分析:相同的纸片A和纸团B在从同一高度从静止释放,由于纸片A在运动过程中体积较大,受到的空气阻力较大,相比较自身重力不能忽略不计,从而空气阻力极大地影响到纸片的运动,因而不能将纸片A的运动当作自由落体运动处理,但揉紧的纸团B由于体积较小,所受空气阻力较小,远远小于自重,在这种情况下,完全可以忽略空气阻力,把纸团B的运动看成是自由落体运动就很合理了,这一点合理性在通过对比自由落体试验仪的演示中可以得到验证。这样不论是理论还是实验都能得到相同的结论,让学生感受实验的魅力和逻辑的力量,使学生从情感价值观的角度进一步体会“突出重点,忽略次要”这种思维方法的科学性、合理性,实际教学效果良好。

三、探究加速度与力、质量的关系实验

在探究加速度与力、质量的关系的实验中,牵引小车运动的是砝码盘和砝码,看似小车所受的拉力就是砝码盘和砝码的总重力,但仔细一想,在平衡摩擦力后,砝码盘、砝码、小车、不可伸长的细线构成一个连接体问题,即它们具有相同的运动状态。因而砝码盘和砝码的总重力不仅改变小车的运动状态,使小车产生加速度,同时砝码盘及砝码也具有同样加速度,即砝码盘和砝码的总重力有两个作用效果,一个改变了小车的运动状态,一个改变了自身的运动状态,把砝码及盘的总重力看成是小车的拉力显然是不合理的。但这个实验有个重要条件:M>m(M是小车的质量,m是砝码及砝码盘的质量),在这个条件下,根据牛顿第二定律:a=mg/M+g分析上式:当M>m时,m可以忽略,可近似认为小车所受的拉力T等于砝码及盘的总重力mg。

在实际的实验教学中,突出重要方面小车的质量,忽略次要方面砝码及盘的质量的条件下,用砝码及砝码盘的总重力来近似代替小车所受的拉力可谓是本实验的难点,通过利用数学表达式分析处理办法让学生体会一定条件下”突出重点,忽略次要”思维的巧妙性,达到了突破难点的良好效果。

四、从物理走向生活,让事情有轻重缓急

我们平时生活中经常同时会遇到林林总总的事情,可以按事情的重要性和紧急性的不同组合来确定处理的先后顺序,先集中时间做大事情,剩余的时间再处理小事杂事,这样按照事情的轻重缓急安排好之后,再进行全面的时间管理,就不会出现忙乱的状况了。当代管理学之父彼得·杜拉克说过:“必须分清轻重缓急。最糟糕的是什么事都做,但都只做一点,这必将一事无成。”知识的海洋这么深、这么广,而个人的时间和精力又是如此有限,因此在我们的学习中必须要有选择,先把重要的科目学好,待有余力才去博览其他领域。要有所不为,才能有所为。体会了这种思想方法,不仅可以把复杂的物理问题简单化,还可以理性、从容地处理生活琐事。从物理走向生活,从生活走向物理,感悟这种科学思维方法的魅力,真正把物理与自己的生活联系起来,并学有所用,我想这就是新课改的最终价值导向。

通过以上四个例子的分析,学生逐步体会“突出重点,忽略次要”的合理性之后,能使他们突破难点,可以让自己少走弯路,不钻牛角尖,使复杂问题化繁为简。通过以上过程和方法环节的体验,不仅锻炼了学生的逻辑思维能力,而且培养了学生的情感态度价值观,对于学生的终身发展将产生深远的影响。

摘要：天真烂漫的中学生,对自然真理抱着完美的追求,因而对高中物理中“在忽略了一些因素的前提下,结论是成立”的说法总是半信半疑,对产生的结论有排斥情绪,长此以往,感觉物理难学,对物理就产生厌学,甚至弃学。因此,想办法解决好这个点,是高中学生学好物理的关键。教师要针对高中物理的教学现状,通过高中物理中几个理想化模型分析,阐述高中物理中“突出重点,忽略次要”的科学方法的合理性,探讨在物理教学中如何培养学生接受这种方法并利用它解决相关的实际问题。

物理思维方法 篇9

一、整体思维法

就是把相互联系的几个物体当作一个整体(或把几个相关物理过程当作一个过程)来进行研究的方法。这种方法不纠缠细枝末节，纵观全局，从整体上析题，以达到简化题目之目的。

例1.用轻质细绳把两个质量未知的小球悬挂起来，如图1所示，今对小球a持续施加一个向左偏下30°的恒力，并对小球b持续施加一个向右偏上30°的恒力，最后达到平衡，则表示平衡状态的图可能是图2中的哪一个?

解析：将a、b两小球视为一个整体，其受力情况如图3所示。由于上端绳所受拉力大小相等，方向相反，合力为零。因此，除上端绳对系统的拉力外，系统可视为只受竖直向下的重力作用，大小为Ga+Gb。根据已知条件，系统最后处于平衡状态。由平衡条件可知，上端绳对系统的拉力应与两小球所受的重力大小相等、方向相反，即绳对系统的拉力是竖直向上的。可得答案为A。

二、逆向思维法

当问题按常规方法解决显得较繁琐或难以求解时，可把问题倒过来思考，运用逆向思维方法来解决，这样的问题解决往往显得简洁明快。

例2.如图4所示，相互接触的两个物体A和B，以相同的加速度沿固定斜面下滑。已知两物体与斜面间的动摩擦因数均为μ(μ

解析：假设A、B两物体间存在相互作用的弹力，其大小为F。首先选物体A作为研究对象，其受力分析如图5所示。物体在平行于斜面的方向上除受到弹力和摩擦力之外，还受到重力沿斜面方向的分力作用。根据牛顿第二定律有：, mBgsinθ-F-μmBcosθ=mBaA，解得：aB=(sinθ-μcosθ)g+。再选B物体作为研究对象，其受力分析如图6所示，根据牛顿第二定律有：mBgsinθ-F-fB=mBaB, mBgsinθ-F-μmBcosθ=mBaB，解得：aB=(sinθ-μcosθ)g+

比较aA与aB，可知aA>aB。这与题设条件“两个物体A与B以相同的加速度沿固定斜面下滑”相矛盾，所以原假设是错误的，即A、B两物体之间一定没有弹力的作用。

三、类比思维法

类比思维法是通过对两个(或两类)不同的对象进行比较，找出它们的相似点或相同点，然后以此为根据，把其中某一对象的有关知识或结论推移到另一对象中去的一种逻辑思维方法。如电场和重力场、万有引力和库仑力、人造卫星环绕地球运动和电子绕核运动、光的反射现象和小球与壁弹性碰撞等，都可以运用类比思维法来处理。

例3.如图7所示，abc是半径为r的圆的一条直径，该圆处于匀强电场中，电场强度为E。在圆周平面内将一电荷量为q的带正电小球从a点以相同的动能抛出，抛出方向不同时，小球会经过圆周上不同的点。在这些点中，到达c点时小球的动能最大。已知∠abc=30°。若不计重力和空气阻力，试求：(1)电场的方向与弦间的夹角?(2)若小球在点时初速度方向与电场方向垂直，则小球恰好落在c点时的动能为多大?

解析：如果把均匀电场与熟悉的重力场进行类比，则问题可迎刃而解。抛体运动中，当某时刻动能最大时，由机械能守恒知重力势能最小，即此刻相对抛出点位置最低，因此将此过程类比为抛体运动，如图8所示。(1) c点为其最“低”点，ac间的高度差最大，由此可知“重力”即电场力方向“竖直向下”，所以电场的方向沿oc方向，可得电场的方向与弦ac间的夹角为30°。(2)若小球在a点时初速度方向与电场方向垂直，则小球将做类平抛运动。由图8可知：。小球在初速度方向上做匀速运动，假设小球从a点运动到c点的时间为t，则其初速度：v0=。小球在电场力方向上做匀加速运动，加速度a=，运动时间t=。从a点运动到c，由动能定理有：。联立以上各式，解得落在c点时的动能为：。

四、极限思维法

是将看似复杂的问题推到极端状态或极限条件下进行分析，可避免不必要的详尽的物理过程分析和繁琐的数学推导运算，从而使问题变得比较简单。

例4.如图9所示，甲、乙两个光滑的斜槽，其分别由两段构成，它们的高度和长度都相同，现使m1、m2两滑块同时从两斜槽的顶端由静止释放，若滑块在折点处无能量损失，问哪个滑块先落地?

解析：由图9可知：由于斜槽夹角θ的变化具有连续性，可将θ的值外推到三个理想的极限情况，即270°、180°和90°。如图10中的(A)、(B)、(C)所示。

设斜槽总长为l。在图10 (A)中，θA=270°，这时ab段水平。由于滑块初速度为零，其在段将不会运动，故无法到达c点，即滑块到达c点的时间tA为无限长。在图10 (B)中，θB=180°，这时a、b、c在一条直线上。滑块沿斜槽作初速度为零的匀加速直线运动，设滑块从a点到c点的时间为tB，则有：。在图10 (C)中，θc=90°，这时ab段竖直，滑块在ab段做自由落体运动，它到达b点的速度大小为，由于题目假设滑块在折点处无能量损失，所以滑块在bc段以速度做匀速直线运动，这样可得滑块从a点到c点的时间为

综上可知，θA>θA>θA时，tA>tB>tc。由于θ甲>θ乙，故有t甲>t乙。即滑块m2先落到地面上。

物理思维方法 篇10

一、实物模型

实际物体在某些特定条件下可以抽象为理想研究对象, 如质点、点电荷、轻绳、轻杆、轻弹簧等。

用来代替物体的有质量的点叫质点, 如果实际物体的形状和大小在所研究的问题中影响不大从而可以忽略, 就把实际物体简化为质点, 例如在研究地球绕太阳的公转时可以把地球看做一个质点处理。

当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时可以将带电体视为点电荷, 将理想模型的结果直接应用于实际物体。

轻绳、轻杆、轻弹簧这三种模型是由各种实际的绳、杆和弹簧抽象出来的理想化模型, 共同特征是质量忽略不计, 但是特性并不完全相同。

轻绳在受外力作用时不发生形变, 其弹力特征为: (1) 只能产生沿绳收缩方向的拉力; (2) 内部张力处处相等; (3) 拉力能突变。轻杆弹力特征为: (1) 能提供拉力也能提供压力或支持力; (2) 但力的方向不一定沿杆的方向 (如果一端用铰链连接弹力才一定沿杆方向。 ) ; (3) 弹力可以突变。轻弹簧可以被压缩或拉伸, 弹力的特征为: (1) 能产生沿轴线方向的压力或拉力; (2) 弹力方向与形变方向相反; (3) 弹力不突变。

二、过程模型

在有些情况下要将实际问题忽略次要因素, 考虑共同特征, 使其过程理想化, 如匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动、弹性碰撞等。

可以把汽车在平直公路上一段时间内的运动和火车的运动都简化为匀速直线运动。石子从楼顶释放后的运动简化成匀变速直线运动。

天体运动问题在高中阶段都简化为匀速圆周运动。匀速圆周运动特征为: (1) 具有大小不变的合外力; (2) 合外力方向与速度方向始终垂直; (3) 由合外力提供向心力。还可以根据这些特征判断一个圆周运动是否匀速圆周运动。

在理想化情况下物体相碰后能够恢复形变, 并且碰撞过程中没有动能损失, 这种碰撞叫做弹性碰撞, 是很典型的理想化模型。生活中, 硬质木块之间碰撞或小钢球之间碰撞, 碰撞过程中动能的损失很小, 可以看成弹性碰撞。这种模型特点为: (1) 作用时间极短; (2) 相互作用的内力很大, 外力可以忽略, 系统动量守恒; (3) 可以忽略碰撞过程中发生的位移。我们只考虑简单的一维碰撞:从理论上分析不同情况下碰撞前后速度的变化情况。假设物体m1以速度v1与原来静止的物体m2碰撞, 碰撞后它们的速度分别为v′1和v′2。我们的任务是得出用m1、m2、v1表达v′1、v2′的公式。此过程遵循动量守恒:m1v1=m1v1′+m2v2′, 遵守机械能守恒:1/2m1v21=1/2m1v1′2+1/2m2v2′2, 碰撞后两个物体的速度分别为v1′=m1-m2/m1+m2=v1, v2′=2m1/m1+m2=v1, 我们对以下几种情况下两个式子的结果进行分析。1m1=m2时, 两个物体质量相等。v1′=0, v2′=v1这表示第一个物体的速度由v1变为0, 第二个物体由静止开始运动, 运动的速度等于第一个物体原来的速度。2m1>>m2, 第一个物体质量比第二个大得多。v1′=v1, v2′=2v1, 碰撞后第一个物体的速度不变, 第二个物体以2v1的速度被撞出去。3m1<<m2第一个物体质量比第二个小得多。v1′-v1, v2′=0, 第一个物体被撞了回去 , 以原来速率向反方向运动 , 第二个保持静止。理论分析结果与实际物理情况一致。

三 、情境模型

从生活情景出发, 利用画图把情景过程展现出来, 学生就会体验到物理就在生活中, 让学生在情境中学习给枯燥的学习带来活力。情境模型有人船模型、平抛运动模型等。

一个原来处在静止状态的系统, 当系统内的物体间发生相对运动, 此过程中有一个方向上动量守恒, 这种模型叫人船模型。模型特征为: (1) 整个系统在水平方向动量守恒; (2) 两物体速度, 大小与质量成反比, 方向总相反; (3) 两物体同时运动同时停止。在解决人在静止的船上从船头走到船尾问题时就用这些特征列式求解。

平抛运动是典型的匀变速曲线运动, 有关命题多但处理方法较固定, 可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。模型成立条件:具有水平方向初速度, 认为只受重力作用。如果有些物理情景符合以下条件: (1) 受恒定合外力作用; (2) 初速度方向与合力方向垂直。我们就把这类问题称为类平抛运动, 如带电粒子在电场中的偏转, 解决方法就是进行正交分解。

四、临界条件模型

相关的一些物理量存在制约关系, 当物理现象变化到某一状态发生转折时就会出现临界现象, 确定临界状态是解决临界问题的关键。临界状态既有前一种状态的特点又有后一种运动状态的特点起承前启后的转折作用。临界问题中常有“刚好”、“恰好”、“最大值”、“最小值”等标记性词语。

竖直平面内圆周运动是典型的临界问题, 一般是变速圆周运动, 运动的速度大小和方向在不断发生变化, 运动过程复杂, 合外力不仅要改变运动方向, 还要改变速度大小, 所以一般不研究任意位置的情况, 只研究特殊的临界位置———最高点。

1.轻绳类。运动质点在一轻绳的作用下绕中心点作变速圆周运动。因为绳子只能提供拉力而不能提供支持力, 质点在最高点所受的合力不能为零, 合力的最小值是物体的重力。所以 (1) 质点过最高点的临界条件:质点达最高点时绳子的拉力刚好为零, 质点在最高点的向心力全部由质点的重力来提供。由mg=m/v02r最小速度叫临界速度。 (2) 质点能通过最高点的条件是 (3) 当质点的速度小于这一值时, 质点运动不到最高点做抛体运动。

2.轻杆类。 运动质点在一轻杆的作用下 , 绕中心点作变速圆周运动, 由于轻杆能对质点提供支持力和拉力, 所以质点过最高点时受的合力可以为零, 质点在最高点可以处于平衡状态。所以质点过最高点的最小速度为零: (1) 当v=0时, 轻杆对质点有竖直向上的支持力, 其大小等于质点的重力, 即mg=FN; (2) 当0<v<姨%gL时, 质点的重力大于其所需的向心力, 轻杆对质点的竖直向上的支持力, 支持力随速度的增大而减小; (3) 当v>姨%gL时, 质点的重力不足以提供向心力, 杆对质点有指向圆心的拉力, 且拉力随速度的增大而增大。

物理思维方法 篇11

【关键词】高中物理 等效思想 解题方法

物理教学中常会遇到一些研究对象、题设条件、过程较为复杂的问题，如何突破难点，等效思维方法是教学中常用的一种教学方法。所谓等效思维方法是在效果相同的情况下，将较为复杂的物理问题变换为较为简单的熟悉的物理问题，以便突出主要因素，抓住它的本质，找出其中规律。

掌握等效方法及应用，体会物理等效思想的内涵，有助于开阔学生的视野，提高学生解题的灵活性，培养学生的发散思维能力和创新思维能力，下面以教学中遇到的四类等效问题谈谈等效思维方法在物理解题中的运用。

（1）动力学问题的等效

利用合力与分力具有等效性，将较为复杂的力学问题转化为相对较为简单的问题，然后再去应用已有的物理规律去列方程，这样将会大大降低解题的难度，例如：

物理思维方法 篇12

一、理想实验

所谓“理想实验”, 又叫做“假想实验”、“抽象的实验”或“思想上的实验”, 它是人们在思想中塑造的理想过程, 是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法.理想实验方法是形成物理概念、建立物理规律的基础;运用理想实验方法, 可以简化和纯化研究对象及其所处状态和发展变化的过程, 大大方便了对物理问题的处理;对于许多复杂的物理问题、可以先进行理想实验, 再对实验所得出的结论加以适当的修正, 以便于解决实际的物理问题.

1.理想斜面实验.作为经典力学基础的惯性定律, 就是理想实验的一个重要结论.伽利略用著名的理想斜面实验, 纠正了亚里斯多德“运动需要力来维持”的错误观点, 发现了力与运动关系的规律.伽利略所采用的理想实验和科学推理的方法, 得到了爱因斯坦高度赞扬:“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一, 而且标志着物理学的真正开端.它是由考虑一个既没有摩擦又没有任何外力作用而永远运动的物体的理想实验而得来的, 这个发现告诉我们, 根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的, 因为它们有时会引起错误的线索上去.”从这些例子以及后来的许多的例子中, 我们认识到用思维来创造理想实验的重要性.

2.关于运动时钟延缓的研究.关于运动时钟延缓的结论, 爱因斯坦创立相对论时, 是由一种理想实验推导出来的, 但到了1971年, 美国的哈弗尔 (Hafel) 和凯丁 (keating) 作了实验, 他们把四只铯原子钟放到飞机上, 在赤道平面附近高速度向东及向西飞行, 也就说相对于地球的速度不同, 当飞机分别绕地球航行一周回到地面的出发点时, 与一直静止放在那里的铯原子钟对时间, 结果表明, 处在向东飞行的飞机上的钟, 其读数平均慢了59×10-9, 处在向西飞行的飞机上的钟, 平均快了273×10-9秒, 这种实验结果与相对论理论计算值在10%的误差范围内完全一致.这个实验, 一方面检验了狭义相对论的正确性, 另一方面也说明了人们已将前人理想实验转化成了真实实验.自然科学的理论研究中, 理想实验具有重要的作用, 作为一种抽象思维的方法, 可以进一步揭示出客观现象和过程之间内在的逻辑联系.对于推翻旧的不合理理论、建立新的正确理论, 起着重要的推动作用.

3.单摆运动的研究.在研究单摆的运动规律时, 高中教材上曾写道:“在一根不能伸长、又没有质量的线下端系一个质点”就是一个单摆.我们知道, 在自然界中既不存在不能伸长又没有质量的线, 也不存在只有大小而没有质量的质点.但是在我们研究单摆运动的过程中, 单摆的质量和伸长是很微小的、是次要的, 摆球的大小可以不考虑, 介质阻力也可以忽略.

还有, 我们得到的单摆周期公式中, 很明显, T与幅角无关, 实际上通常情况下, 单摆的运动不是简谐运动、只有当摆角很小时 (小于50时) , 单摆的运动才可以看作是简谐运动.当摆角较大时, 上面的公式需要加以修正.

单摆在实际生活中很有用, 惠更斯在1656年首先利用单摆的等时性发明了带摆的计时器 (1657年获得专利) , 由于单摆的周期可以通过改变摆长来调节, 所以计时很方便, 因此现在仍然应用在时钟里.而且利用单摆的等时性还可以测定各地的重力加速度.

二、理想模型

理想模型是为了便于研究而建立的一种高度抽象的理想对象.作为科学抽象的结果, “理想模型”也是一种科学概念, 但是它不同于一般科学概念.引入理想模型可以使问题的处理大为简化, 而又不会发生多大的偏差.对于比较复杂的研究对象, 可以先研究它的理想模型, 然后对研究结果进行修正, 使它与实际的对象相符合.理想模型一般可分为对象模型、条件模型、过程模型等.

1.对象模型.所谓对象模型, 就是用来等效代替研究对象实体的理想化模型, 例如质点、弹簧振子、点电荷、理想变压器、点光源、光线等都属于对象模型.对象模型的建立, 会使得我们解决问题大为简化.如在研究地球绕太阳公转时, 忽略地球的自转效应, 我们把地球看作一个质点, 就很简单明了.

2.条件模型.把研究对象所处的外部条件理想化建立的模型叫做条件模型.如光滑表面、轻杆、细绳、均匀介质、匀强电场和匀强磁场等都属于条件模型.在研究物体运动时, 把所处的条件理想化, 抓主要因素, 同样会使问题简明化, 而对其研究的结果影响又极其微小, 它还会使得某些本来无法解决的问题得以解决.

3.过程模型.实际的物理过程都是有诸多因素共同作用的结果, 忽略次要因素的作用, 只考虑主要因素引起的变化过程叫做过程模型.例如, 在空气中自由下落的物体, 在高度不大时, 空气阻力比起重力可以忽略不计时, 可抽象为自由落体运动, 这就是一个理想化的模型.匀速直线运动、匀变速直线运动、抛体运动、匀速圆周运动、简谐运动、等温过程、绝热过程等都属于过程模型.