高中物理常用思想方法的歸納

孫杭來

摘 要： 常用的物理思想方法，是處理物理問題中具有條理性、代表性、啟發(fā)性、技巧性的思維方法與技巧。本文就高中物理中的常用思想方法進(jìn)行歸納。

關(guān)鍵詞： 高中物理 思想方法 經(jīng)驗歸納

常用的物理思想方法，是處理物理問題中具有條理性、代表性、啟發(fā)性、技巧性的思維方法與技巧。教師在教學(xué)過程中，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)這些抽象物理現(xiàn)象、概念或規(guī)律，有意識地嘗試運(yùn)用相應(yīng)的思想方法認(rèn)識和理解，不但會很大程度提高學(xué)生對這些物理現(xiàn)象、規(guī)律或概念的認(rèn)識和理解能力，而且對培養(yǎng)學(xué)生的行為習(xí)慣和思維方法，提高科學(xué)素養(yǎng)也會大有裨益，從而達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力和科學(xué)素質(zhì)的目的。下面是我根據(jù)自己的經(jīng)驗歸納所得，與大家分享。

一、模型法

物理模型是一種理想化的物理形態(tài)，將復(fù)雜的問題抽象化為理想化的物理模型是研究物理問題的基本方法。物理學(xué)家通常利用理想化、簡化、類比等突出研究對象的物理學(xué)本質(zhì)特征，形成概念或?qū)嵨矬w系，即為物理模型。模型思維法就是對研究對象或過程加以合理簡化，突出主要因素忽略次要因素，從而解決物理問題的方法。

1.建立物理概念的模型。例如高中物理中質(zhì)點、點電荷這兩個概念，就是一種模型，只考慮物體的質(zhì)量或電量，而不考慮物體的形狀和大小。這種模型建立有助于將物體簡化，便于學(xué)生對運(yùn)動的理解。

2.分析物理問題的過程，就是構(gòu)建物理模型的過程。通過構(gòu)建物理模型，得出一幅清晰的物理示意圖，將復(fù)雜運(yùn)動簡化，是解決物理問題的關(guān)鍵。實際中必須通過分析、判斷、比較，畫出過程圖（過程圖是思維的切入點和生長點），才能建立正確合理的物理模型。再如，電流的微觀解釋中，建立的柱體模型，如圖柱體的截面積是s，長是l，單位體積中n個電荷，每個電荷電量為q，則根據(jù)電流的定義，就可以得到電流I=nslq/t=nsqv。利用這個模型處理風(fēng)力發(fā)電問題就簡單多了。

二、比值法

高中物理中有很多物理量是用比值法進(jìn)行定義的，例如：速度v=x/t、加速度a=■v/■t、電阻R=U/I、電容C=Q/U、電場強(qiáng)度E=F/q、電勢ψ=Ep/q、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=F/IL等。這些物理量的比值定義有一個共同特點：物理量本身與定義的兩物理量沒有正反比關(guān)系。例如速度，高中物理中定義為：勻速直線運(yùn)動的物體，所通過的位移與所用時間的比值。這里位移與時間的比值，僅反應(yīng)速度的大小，速度本身是不變的，與位移大小和時間長短無關(guān)。在復(fù)習(xí)中，將這些物理量整理出來歸納一下，有助于學(xué)生對概念和公式的理解和掌握。用歸類的方法幫助學(xué)生整合知識，進(jìn)而提高學(xué)生的整合能力。

三、控制變量法

自然界中各種現(xiàn)象都在發(fā)生變化，且每種現(xiàn)象都是錯綜復(fù)雜的。影響一個現(xiàn)象的產(chǎn)生和變化的因素太多，為了弄清某一現(xiàn)象變化的原因和規(guī)律，必須把其中的一個或幾個因素用人為的方法控制起來，使它保持不變，然后研究剩下的兩個變量之間的關(guān)系，這種研究問題的方法就是控制變量法。很多物理實驗都用到了這種方法。

1.探究力、加速度和質(zhì)量三者關(guān)系的實驗中分別控制力不變，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系和控制質(zhì)量不變探究加速度與力的關(guān)系。

2.研究電阻R與不同種材料的電阻率、導(dǎo)線長度L和導(dǎo)線橫截面積S的關(guān)系：控制同種材料，S不變，改變L，探究R與L的關(guān)系；控制同種材料，L不變，改變S，探究R與S的關(guān)系；控制L，S不變，改變材料，探究R與不同種材料電阻率的關(guān)系；

四、等效替代法

在物理學(xué)中，我們研究一些物理現(xiàn)象的作用效果時，有時為了使問題簡化，在保證效果相同的前提下，常用一個物理量代替其他所有物理量，將一個復(fù)雜的物理問題轉(zhuǎn)換成較簡單問題的思維方法，其基本特征為等效替代。這種研究問題的方法給問題的闡釋或解答帶來極大方便，我們稱這種研究問題的方法為等效替代法。

1.過程等效替代：研究曲線運(yùn)動時，我們將它分解為幾個等效的直線運(yùn)動，逐個研究這些直線運(yùn)動的規(guī)律，然后將其合成為曲線運(yùn)動。如平拋運(yùn)動可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動，斜拋運(yùn)動可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的豎直上拋（或下拋）運(yùn)動。

2.作用等效替代：是指從不同物理事物或同類物理事物的不同形式在某一物理過程中對外界所產(chǎn)生的作用效果相同出發(fā)，研究物理事物的本質(zhì)和規(guī)律，分析和處理物理問題的一種思維方法：如力的合成是用一個力代替幾個力的作用，并保證它們的作用效果相同，這個力被稱為合力；力的分解則是用幾個力同時作用的效果代替一個力的作用效果，這幾個力稱為分力。在電磁學(xué)中，幾個帶電體所產(chǎn)生的電場對一個電荷的作用，相當(dāng)于每一個帶電體單獨存在時對該電荷作用的矢量和。故在空間某一點處，從對電荷的作用效果相同出發(fā)，可用幾個帶電體在該點的電場強(qiáng)度的矢量和代替這幾個帶電體分別產(chǎn)生的電場強(qiáng)度。在矢量的合成與分解中，要遵從平行四邊形法則或三角形法則，但對一個矢量的分解有多種方法，要具體問題具體分析。

五、類比法

類比法是指由一類事物所具有的特點，可以推出與其類似事物也具有這種特點的思考和處理問題的方法。研究新的物理現(xiàn)象、概念和規(guī)律時，將它與學(xué)過的熟悉的且有共同特點的現(xiàn)象和規(guī)律進(jìn)行靈活、合理的類比，從而有助于學(xué)生對新知識的理解。如研究電場這一章內(nèi)容時，電勢能與重力勢能類比，電勢與高度類比，電勢差與高度差類比，利用學(xué)生對重力勢能、高度、高度差的理解，幫助學(xué)生理解和掌握電勢能、電勢和電勢差這些抽象的概念。學(xué)習(xí)磁場時，再讓學(xué)生把磁場與電場進(jìn)行類比，便于學(xué)生更好地掌握磁場。

指導(dǎo)學(xué)生研究物理現(xiàn)象、概念和規(guī)律時，潛移默化地滲透科學(xué)研究方法，長此以往，加深了學(xué)生對物理現(xiàn)象、概念或規(guī)律的認(rèn)識和理解，培養(yǎng)了學(xué)生的進(jìn)行科學(xué)思維習(xí)慣，提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中掌握了一些分析研究問題的方法，對學(xué)生以后的發(fā)展深遠(yuǎn)影響。