论文：运用物理公式解题的关键
运用物理公式解题的关键（论文题目使用2号宋体字） 运用物理公式解题的关键 摘要：解题是学好物理的重要环节，正确运用物理公式解题不仅巩固知识，开拓思路，而且可以培养学生科学的学习方法和思维方法。本文针对运用物理公式解题特别要注意的几个问题进行了阐述，指出要注意公式的适用范围，明确公式的物理意义，弄清题意，寻找适题规律，注意正负号所表示的意义。关键词：物理公式，解题过程，关键问题在物理学中的公式很多，有的是定理或定律公式，有的是量度公式，有的是定义公式，不论哪一种公式，都是反映有关物理量之间的关系。运用物理公式解题意义重大，不仅可以巩固、加深和扩大所学的理论知识，可以发展逻辑思维和综合思考的能力，可以培养分析问题和解决问题的能力，还可以帮助学生牢固地、系统地掌握有关的科学知识。为减少解题中的失误，在解题过程关键必须注意以下几个问题：一、注意公式的适用范围物理学中大部分公式都有一定的适用范围，在解题过程中，运用公式必须遵守一定的条件，不管公式的适用范围乱套公式，绝不会得到正确的计算结果。例如，牛顿运动定律作为动力学的基础，是一个实验定律，但它只适用于解决物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题。因为根据爱因斯坦的狭义相对论，长度、时间和质量都是随运动速度变化的，当宏观运动物体的速度远小于光速（v « c）时，ll0，tt0，mm0 (其中l0 、t0 、m0 为物体在相对静止系统中的长度、时间和质量)，因而对于宏观低速运动的物体，使用牛顿运动定律来处理问题还是足够精确的。当速度接近光速时，根据知：若v=0.8C时，m1.7 m0 ；若v=0.95C时，m3.2m0 （即运动物体质量大于静止质量），这时牛顿运动定律就不适用了。再如，有这么一道选择题：如果把一物体放在地球的球心上，它的重量：（1）不变；（2）极大；（3）等于零；（4）不能断定。有的同学根据万有引力定律公式而选择了第二个答案。这个答案是错误的，因为解题时忽视了公式的适用范围、乱套公式，实际上只有物体在地球外这一范围，物体受到地球的引力才与物体和地球球心的距离的平方成反比，当物体进入地球内之后，情况就复杂了，虽然物体与地球中任意一个质点之间的引力仍遵循着万有引力定律，但是对于整个物体与地球来说，它们之间的相互作用力就不遵循这一定律了。这道题只能用两个质点之间的相互作用力来解，设物体与地球都是密度分布均匀的球体，从对称关系可知，在地心的物体受到地球各质点的引力的合力应等于零，因此，物体的重量就等于零。再有，电学公式、都只适用于纯电阻电路，对于非纯电阻电路就不适用了。二、明确公式的物理意义物理学中每一个公式都有它的物理意义，如果不明确其物理意义，只把公式当成纯粹的数学式子来处理各物理量之间的关系，就必然会导致原则性的错误。例如，学生学了牛顿第二运动定律之后，就根据得出，物体的质量m与合外力F合成正比、与物体的加速度成反比。这种表述方法若只从数学的表达形式来看似乎是对的，但从物理意义来说是错误的。正确的表述为：物体的质量在量值上等于作用在物体上的合外力F合 与物体所产生的加速度之比。同样道理，决不能认为导体的电阻将随导体两端电压的增大而增大、随通过导体电流的增加而减小，因为导体的电阻是导体本身的属性，实际上电压的改变只会引起电流的改变。三、弄清题意、寻找适题规律在解题过程中必须先弄清题目说的是怎么一回事。例如一个物体作什么运动、经历过哪几个运动过程以及各过程之间的相互关系，已知什么、求什么等，对于题目中的关键字句以及隐含的条件要特别留心看。必须指出，借助作图，将题目形象化，对看懂题目有很大帮助，如果题目还没有看懂就想动手，那只能是瞎碰，这种用不科学的态度来学科学的不良习惯必须坚决克服。例如：速度为10米/秒 的汽车在水平路面上前进，发现前面障碍物时开始刹车，并以=0.2米/秒2 作减速运动，问在刹车后2分钟内汽车前进了多少路程？学生很容易作下述处理：根据位移公式S=v0t+t2 ，得出S=10×120+×（0.2）×1202=240米。答案出来后，学生发现汽车刹车后非但不往前走，而是往后退，这结果明显是错误的。老师让学生考虑在所用公式、代入数据及计算都无误的情况下，为什么结果会错，从而启发学生认识到不能把物理题当做数学题去做，任何一个无论多么简单的物理问题都不能乱套公式，必须首先分氅物理过程、弄清题意。在此题中，汽车刹车后，可能不需要120秒就停止了，所以应先求出汽车从v0 =10米/秒减小到零所需的时间。由，知=50秒，然后将t=50秒代入公式S=v0t+t2，解得S=250米。四、注意正负号所表示的意义在运用物理公式解题的过程中，经常会遇到物理量正负号问题。在物理学中，正负号依不同情况都赋有特定的物理意义，由于涉及正负号的物理量和运算公式众多，其符号规定方式各出一辙，加上学生对正负号的数学意义又有较深的思维定势，导致学生对认识和运用物理量的正负号会产生不少困难和错误。因此，只有先弄清楚正负号所表示的意义才能正确予以运用。1.用正负号表示物理量的方向在分析或计算电路时，常常要求出电流的方向，但当电路比较复杂时，某段电路的实际方向往往难以确定，此时可先假设电流的参考方向，然后列方程求解。当解出的电流为正值时，可确定电流方向与参考方向一致；反之，当电流为负值时，则电流方向与参考方向相反。再如：力学中有这么一类题，质量为0.2千克的小球，以5米/秒的速度水平向左运动，当受到来自正前方的冲击力作用后，小球以4米/秒的速度水平向右运动，如果作用时间是0.005秒，求小球所受的平均冲力。这类题目千万要注意小球的运动方向已发生改变，必须先假设一个正方向，由此得出小球碰撞前后的速度是一正一负，再根据公式Ft=mvtmv0 解出正确的答案。2.用正负号表示某些物理量相对于某一零点的大小重力势能、电位、摄氏温标等物理量都是标量，因而在它们前面冠以正负号并不是表示方向上的意义，它们的量值大小只具有相对的意义，就像数轴上的数一样，表示相对于某一零点的大小，它们的零值不等于“无”，如t=0不等于无温度，不等于无电位，它们的正负表示比零值大或者小，因而正负号在运算时不可随意舍去。比如当电位伏、伏时，那么电压伏，B点的电位高于A点的电位，这跟数轴上表示的情况相似。3.用正负号表示某种意义相反的性质功有正功和负功之分，正功表示作用力起动力作用，负功表示作用力起阻力作用；加速度有正负之分，正的表示质点作加速运动，负的表示质点作减速运动；而电荷间的作用力，正的表示作用力是排斥力，负的表示作用力是吸引力。几何光学中，焦距的正负、物距像距的正负既表示两种相反的成像现象，更重要的是为了统一不同成像情况的物像计算公式而引入。五、重视结果再思，提高解题收效分析思考是解题的灵魂，大多数学生只重视题目的解前分析，而对题目的解后分析往往做得不够。“算出得数，完事大吉”是相当一部分学生解题时的心态，其实解题往往并非解决问题的本身，而重要的是掌握隐含于问题内外的思路和方法。所以，我认为解题之后对结果的再思考显得尤为重要，这不仅能更好地发掘一个题目潜在的价值，将学习引向深处，也能有效地突破思维定势，为思维开辟一片广阔的天地，提高解题收效。例如：如下图所示，质量为2千克的物体从距地面5米高的地方以7米/秒的初速度水平抛出，求落地时的速度？（不计空气阻力）v0 h v0 vt vt 大多数学生通过分析知道该物体在水平方向上以v0 做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。水平方向上：v0 =7米/秒，竖直方向上：根据vt2 =，知vt=米/秒。所以，落地速度vt =米/秒。解出正确答案后，有些学生便认为大功告成，其实这样并不会有大的收益，教师在教学中必须引导学生认真做好结果再思，对题目进行最大限度的横向和纵向的开发，对这道题除了运用运动学的公式解题外，还可以运用动能定理、动量定理及机械能守恒定律来解题，并且运用机械能守恒定律公式解题较为简便。教学实践表明，经常在解题之后对结果进行再思考，能达到“做一道题，会一类题”的功效。 总之，要正确运用物理公式解题，就必须注意其适用范围，明确其物理意义，在解题过程中要弄清题意，注意物理量的正负号，重视结果再思，而这些问题则有赖于教师在平时的教学实践中加以注意和贯彻，培养学生科学的学习方法和思维方法，逐步提高学生的解题能力，提高教学质量。 7
