高中物理常常用到的思维方法

一、逆向思维法

逆向思维是解答物理问题的一种科学思维方法,对于某些问题,运用常规的思维方法会十分繁琐甚至解答不出,而采用逆向思维,即把运动过程的“末态”当成“初态”,反向研究问题,可使物理情景更简单,物理公式也得以简化,从而使问题易于解决,能收到事半功倍的效果。

二、对称法

对称性就是事物在变化时存在的某种不变性。自然界和自然科学中,普遍存在着优美和谐的对称现象。利用对称性解题时有时可能一眼就看出答案,大大简化解题步骤。从科学思维方法的角度来讲,对称性最突出的功能是启迪和培养学生的直觉思维能力。用对称法解题的关键是敏锐地看出并抓住事物在某一方面的对称性,这些对称性往往就是通往答案的捷径。

三、图象法

图象能直观地描述物理过程,能形象地表达物理规律,能鲜明地表示物理量之间的关系,一直是物理学中常用的工具,图象问题也是每年高考必考的一个知识点。运用物理图象处理物理问题是识图能力和作图能力的综合体现。它通常以定性作图为基础(有时也需要定量作出图线),当某些物理问题分析难度太大时,用图象法处理常有化繁为简、化难为易的功效。

四、假设法

假设法是先假定某些条件,再进行推理,若结果与题设现象一致,则假设成立,反之,则假设不成立。求解物理试题常用的假设有假设物理情景,假设物理过程,假设物理量等,利用假设法处理某些物理问题,往往能突破思维障碍,找出新的解题途径。在分析弹力或摩擦力的有无及方向时,常利用该法。

五、整体、隔离法

物理习题中,所涉及的往往不只是一个单独的物体、一个孤立的过程或一个单一的题给条件。这时,可以把所涉及到的多个物体、多个过程、多个未知量作为一个整体来考虑,这种以整体为研究对象的解题方法称为整体法;而把整体的某一部分(如其中的一个物体或者是一个过程)单独从整体中抽取出来进行分析研究的方法,则称为隔离法。

六、图解法

图解法是依据题意作出图形来确定正确答案的方法。它既简单明了、又形象直观,用于定性分析某些物理问题时,可得到事半功倍的效果。特别是在解决物体受三个力(其中一个力大小、方向不变,另一个力方向不变)的平衡问题时,常应用此法。

七、转换法

有些物理问题,由于运动过程复杂或难以进行受力分析,造成解答困难。此种情况应根据运动的相对性或牛顿第三定律转换参考系或研究对象,即所谓的转换法。应用此法,可使问题化难为易、化繁为简,使解答过程一目了然。

八、程序法

所谓程序法,是按时间的先后顺序对题目给出的物理过程进行分析,正确划分出不同的过程,对每一过程,具体分析出其速度、位移、时间的关系,然后利用各过程的具体特点列方程解题。利用程序法解题,关键是正确选择研究对象和物理过程,还要注意两点:一是注意速度关系,即第1个过程的末速度是第二个过程的初速度;二是位移关系,即各段位移之和等于总位移。

九、极端法

有些物理问题,由于物理现象涉及的因素较多,过程变化复杂,同学们往往难以洞察其变化规律并做出迅速判断。但如果把问题推到极端状态下或特殊状态下进行分析,问题会立刻变得明朗直观,这种解题方法我们称之为极限思维法,也称为极端法。

运用极限思维思想解决物理问题,关键是考虑将问题推向什么极端,即应选择好变量,所选择的变量要在变化过程中存在极值或临界值,然后从极端状态出发分析问题的变化规律,从而解决问题。

有些问题直接计算时可能非常繁琐,若取一个符合物理规律的特殊值代入,会快速准确而灵活地做出判断,这种方法尤其适用于选择题。如果选择题各选项具有可参考性或相互排斥性,运用极端法更容易选出正确答案,这更加突出了极端法的优势。加强这方面的训练,有利于同学们发散性思维和创造性思维的培养。

十、极值法

常见的极值问题有两类:一类是直接指明某物理量有极值而要求其极值;另一类则是通过求出某物理量的极值,进而以此作为依据解出与之相关的问题。

物理极值问题的两种典型解法。

(1)解法一是根据问题所给的物理现象涉及的物理概念和规律进行分析,明确题中的物理量是在什么条件下取极值,或在出现极值时有何物理特征,然后根据这些条件或特征去寻找极值,这种方法更为突出了问题的物理本质,这种解法称之为解极值问题的物理方法。

(2)解法二是由物理问题所遵循的物理规律建立方程,然后根据这些方程进行数学推演,在推演中利用数学中已有的有关极值求法的结论而得到所求的极值,这种方法较侧重于数学的推演,这种方法称之为解极值问题的物理—数学方法。

此类极值问题可用多种方法求解:

①算术—几何平均数法,即

a。如果两变数之和为一定值,则当这两个数相等时,它们的乘积取极大值。

b。如果两变数的积为一定值,则当这两个数相等时,它们的和取极小值。

②利用二次函数判别式求极值一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的判别式,具有以下性质:

Δ=b2-4ac>0——方程有两实数解;

Δ=b2-4ac=0——方程有一实数解;

Δ=b2-4ac<0——方程无实数解。

利用上述性质,就可以求出能化为ax2+bx+c=0形式的函数的极值。

十一、估算法

物理估算,一般是指依据一定的物理概念和规律,运用物理方法和近似计算方法,对物理量的数量级或物理量的取值范围,进行大致的推算。物理估算是一种重要的方法。有的物理问题,在符合精确度的前提下可以用近似的方法简捷处理;有的物理问题,由于本身条件的特殊性,不需要也不可能进行精确的计算。在这些情况下,估算就成为一种科学而又有实用价值的特殊方法。

十二、守恒思想

能量守恒、机械能守恒、质量守恒、电荷守恒等守恒定律都集中地反映了自然界所存在的一种本质性的规律——“恒”。学习物理知识是为了探索自然界的物理规律,那么什么是自然界的物理规律?在千变万化的物理现象中,那个保持不变的“东西”才是决定事物变化发展的本质因素。

从另一个角度看,正是由于物质世界存在着大量的守恒现象和守恒规律,才为我们处理物理问题提供了守恒的思想和方法。能量守恒、机械能守恒等守恒定律就是我们处理高中物理问题的主要工具,分析物理现象中能量、机械能的转移和转换是解决物理问题的主要思路。在变化复杂的物理过程中,把握住不变的因素,才是解决问题的关键所在。

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