高三物理总复习物理中的科学思维方法和解题中的策略方法与技巧.docx

学习必备 欢迎下载高三物理总复习物理中的科学思维方法和解题中的策略、方法与技巧 （转载）一、 物理中的科学思维方法对同一个物理问题，采纳不同的方法来解决，其繁简程度可能会有很大的区分； 假如遵循肯定的科学思维方法， 把握正确的争论物理问题的思路， 就会收到事半功倍的成效；下面就通过对一些典型问题的分析，介绍物理模型法、对称法、等 效法、逆向法和极端思维法等常用的基本科学思维方法； 1、物理模型法物理模型是一种抱负化的物理形状， 是物理学问的一种直观表现； 模型思维法是对争论对象加以简化和纯化，突出主要因素、忽视次要因素，从而来争论、处理物理问题的一种思维方法； 从本质上讲， 分析和解决物理问题的过程， 就是构建物理模型的过程， 我们平常所说的解题时应“明确物理过程”、 “在头脑中建立一幅清楚的物理图景”，其实就是指构建物理模型；物理模型一般可分为两大类，即实物模型和过程模型；实物模型大致上有：质点、单摆、抱负气体、点电荷、电阻、匀强电场、匀强磁场等等；过程模型大致上有：匀速直线运动、 匀加速直线运动、 竖直上抛运动、 平抛运动、圆周运动、简谐振动、等温过程、等容过程、等压过程、 电磁感应现象等等； 在实际运用中， 过程模型使用更多；*例1：如下列图，竖直放置的平行金属板，两板间距为 0.1 米，极板间电势差为103伏，一个质量为 0.2 克、带电量为 10 － 7库的小球用 0.01 米长的绝缘线悬挂于 O 点；现将小球拉到与绝缘线呈水平位置的 A 点后放开，小球运动到 O 点正下方的 B 点时线突然断开，以后小球恰能通过 B 点正下方的 C 点；求 BC 间的距离；（g＝10 米/秒2）解析：带电小球从 A 点开头作圆周运动到 B 点，用动能定理可得它过 B 点时的水平速度 v，即：mgL － qUL/d ＝ mv2 /2，线断后，它在水平方向作匀减速运动，可得运动时间 t，即： t＝2v/a ＝2vdm/qu ，同时，它在竖直方向作自由落体 运动，可的： HBC ＝ gt2/2＝ g〔2vdm〕 2 /2〔qU〕 2 ，代入数据，即得 HBC＝ 0.08 米；点评：此题中小球从 B 到 C 的运动是曲线运动，把它分解后，即可运用匀变速运动的过程模型来求解；2、对称法对称法是从对称性的角度争论、 处理物理问题的一种思维方法， 有时间和空间上的对称；它说明物理规律在某种变换下具有不变的性质； 用这种思维方法来处理问题可以开拓思路， 使复杂问题的解决变得简捷； 如，一个做匀减速直线运动的物体在至运动停止的过程中， 依据运动的对称性， 从时间上的反演， 就能看作是一个初速度为零的匀加速直线运动， 于是便可将初速度为零的匀加速直线运动的 规律和特点，用于处理末速度为零的匀减速运动，从而简化解题过程；*例2：将一个小球从离开竖直墙壁 40米处地面上的 A 点，以初速 v0斜向上抛出，要使它水平击中墙上 20 米高处的 B 点，求 v0 的大小和方向；解析：该问题可以利用小球运动在空间上的对称性来解决， 即可以设想小球从墙上的 B 点以某一初速 v 水平抛出，它能击中地面上的 A 点；从已知条件即可很便利地求得 v，再去求斜抛运动的初速 v0；点评：物质世界中存在着很多对称的现象，如：单摆振动时，摆球在竖直线学习必备 欢迎下载左右两侧的运动是完全对称的；通电直导线四周的磁场分布是关于导线对称的， 等等；客观现象的对称性也必定会在物理规律中反映出来； 我们要做的只不过是把它们找出来；3、等效法等效法是从成效等价的角度把复杂的物理现象、 物理过程转化为简洁的现象、 过程，从而来争论和处理物理问题的一种思维方法， 它是物理学争论的一种重要方法；在中学物理中，合力和分力、合运动和分运动、电路中的等效问题以及平均值、有效值等概念都是依据等效的观点来引入的； 它对敏捷运用学问、 促使学问、技能和才能的迁移，都有很大的帮忙；大多物理概念的建立， 可以说是运用某种等效思维方法争论物理问题的结果； 如平均值概念的引出， 是将某个变量等效地看作常量； 这样， 就把一个某特点量变化的问题等效成该特点量保持“恒定不变”的问题；例3：如下列图，电路中的 E、r、R1 、R2都未知，当在它的输出端 a、b 间接一个电阻 Rx 时，测得通过 Rx 的电流情形如下：当 Rx＝Rx1＝ 10 欧时， Ix＝Ix1＝ 1安；当 Rx＝Rx2 ＝18 欧时， Ix＝Ix2＝ 0.6安；试问接入的电阻 Rx（设为 Rx3）取多大的值时， Ix 为0.1 安？解析：由于电路中的 E、r、R1、R2虽然都是未知的，但它们也是确定的， 变化的只是 a、b 两点右边的电阻，从而引起 Ix 的变化；所以我们可以把 a、b两点的左边电路等效为一个新的电源， （注）其电动势为 E‘ ，内电阻为 r’ ，通过已知条件，可以求得 E‘ ＝12 伏， r‘＝ 2欧，再依据闭合电路欧姆定律，求得当Rx3＝118 欧时，Ix3 ＝0.1 安；（注：经严格的证明在上述情形下可以等效为一个新的电源）点评：电路中的等效问题是很常见的，如等效电阻、等效电路，在一些特定的情形下，电源也是可以用等效法的思路来解决；4、逆向思维法逆向思维法是在解决问题的过程中有意识地去做跟一般顺向 （正向）思维方向（由头至尾、由此及彼、由因到果等）相反的探究，即从跟常规顺向思维相反的方向（由尾至头、由彼及此、由果到因）去争论、处理物理问题的一种思维方法；它 是属于具有制造性的一种思维方法， 运用它往往能使我们另辟蹊径， 有效地找到解决问题的钥匙； 在中学物理中， 常常涉及到的逆向思维的依据有： 运动形式的可逆性、时间反演的可逆性、 力的合成与分解的可逆性、 高中物理涉及的热学过程的可逆性等等；例4、 将某种材料的长方体锯成 A、B、C 三个物体，然后再对拼在一起放在光 滑水平面上，如下列图；已知 mA＝m B＝1千克， mC ＝2千克；现用 8牛的力 F 从正面推 C，使得 A 、B、C 组成的长方体保持矩形的整体沿力的方向平动；试求运动中 B 与 C 间的静摩擦力的大小和方向；解析：将 A、B、C 视为整体， 应用牛顿其次定律， 得整体的加速度为 a＝ F/（mA＋ mB＋ mC）＝ 2米/秒2；选 B 为争论对象，它只受到 C 对它的作用力，其大小 为：FCB ＝mBa＝ 4牛，方向与 B、C 接触面成 60；按正交分解方法， 不难得 B、C 间静摩擦力大小为 fCB＝FCB cos60 0＝ 2牛，其方向与 FCB 成60 ；点评：这里利用了力的合成与分解的可逆性来解题； 由于把问题情形倒过来进行摸索，求解摩擦力就显得便利了；5、极端思维法极限思维法是将问题推向极端状态进行分析或借助数学手段求取物理量极值的学习必备 欢迎下载一种争论、 处理物理问题的思维方法； 这种方法对分析、 综合才能和应用数学工具解决物理问题的才能要求较高， 一旦运用得恰当， 能简化问题的中间过程， 加快分析、解决问题的速度； 其运用既是教学中的难点问题， 又是高考中的热点问题；在中学物理教学中，常常涉及到的极值运算有：分析物理过程求取极值；利用二次函数求取极值；利用不等式求取极值；利用物理图像求取极值等；例5：如下列图的电路中， 闭合开关 S，调剂有关电阻使电流计的读数为零， 这时：（）A、 如 R1增大，就 G 中的电流从 a 到 b；B、 如 R2增大，就 G 中的电流从 a 到 b；C、 如 R3减小，就 G 中的电流从 a 到 b；D、如 R4 减小，就 G 中的电流从 a 到 b；解析：可用极端思维法来解决，既然 R1、R2 增大，就让它们断开，这样就很容易得出选项 B 是正确的；既然 R3、R4减小，就让它们短路，同样也很简洁得出 选项 D 是正确的；点评：把对问题的分析推向极端情形，常会收到事半功倍的成效；小结：上面从五个方面简要介绍了争论物理问题的基本科学思维方法， 它们应有益于加深对物理学问的懂得、 巩固和提高敏捷应用学问的才能， 对高中物理总复习起到有益的作用；二、 物懂得题中的策略、方法和技巧在解决物理问题时， 正确的解题策略、 方法和技巧可使问题化繁为简、 化难为易；就物懂得题而言， 在很多情形下， 不同的同学在物懂得题上的差异， 有时并不主要在于学问把握上的差异， 而是在于运用解题策略、 方法和技巧上的差异； 以下就有挑选地介绍几种物懂得题中最基本、 最常见、也很有效的策略、 方法和技巧，如等效变换、反证法、时间反演、反客为主、数形结合、以虚求实、特别化和一般化、隔离法与整体法等；1、等效变换所谓等效变换， 就是依据等效思维方法， 从某种特定的意义上， 在保证成效相同的前提下，将生疏、复杂的问题变换成熟识、简洁的问题的一种方法；例：如图，一条长为 L 的细线上端固定，下端拴一个质量为 m 的带电小球；将它置于水平向右、场强为 E 的匀强电场中，已知当细线离开竖直位置偏角时，小球处于平稳状态；（ 1）如使细线的偏角由增大到，然后将小球由静止释放，就应为，才能使细线到达竖直位置时小球的速度刚好为零； （2）如很小，那么（ 1）问中带电小球由静止释放再到达竖直位置需要的时间为；‘’解析：带电小球所受的重力和电场力都是恒力， 可合成为“等效重力”， 即 mg ＝ mg/cos ，其中的“等效重力加速度” g ＝g/cos ，方向与竖直方向成角； 就在（1）中，就可依据重力场中单摆振动的特点，得：＝ 2；在（ 2）中，由于很小，就‘在“等效重力场”中， 只要用“等效重力加速度” g的 g 即可，而所求的时间 t＝ T/2 ；2、反证法代替单摆的振动周期公式中反证法是从否定要论证的论题的反论题动身， 进行合理的推理， 得出冲突， 从而确定要论证的论题的一种间接论证的方法；例：半径为 r、电阻为 R 的闭合金属圆环垂直磁场放置，磁感强度 B 随时间匀称增大，即 R＝kt，图中 C、D 所对圆心角为 90，试确定 C、D 之间的电势差UCD ？学习必备 欢迎下载解析：用运算来求 UCD 也可，但常会算错；如用反证法，就很快就行；在图中左边的圆环上任取一点 A，如认为 D 点电势比 C 点高，就 A 点的电势就比 D 点高，而 C 点的电势就比 A 点高，这样就会得到 C 点的电势反而比 D 点高了，这就与原先的假设相冲突，因此，只能得出 UCD＝0的结论；3、时间反演任何物理大事的发生和进展都有一个时间的序； 有时，按大事进展的实际次序摸索问题比较困难， 而设想时间倒流， 使物理过程倒过来进行， 这往往可使问题的求解变得非常便利；例：有一个由斜面和竖直放置的半径为 2.5 米的半圆环组成的光滑轨道，如下列图；现要想在平地上抛出一个小球，使它在半圆环的最高点 A 处平滑而无碰撞地进入环形轨道， 再沿斜面上升到 10 米的高度，应在平地上何处，以何速度，多大抛射角抛出小球？（ g＝10 米/秒2）解析：据题意，可设想时间反演；如将小球由 B 点释放沿斜面下滑，经 D 点到 A 点作平抛运动，恰好落到 C 点，就由机械能守恒，设 h＝ 10m ，对于由 B到 A 的过程： mgh ＝mg2R ＋mv A2/2；由 B 到 C 的过程中， mgh ＝mv C 2/2；小球由 A 点作平抛运动到 C 点，就按平抛运动规律： SCD ＝vAt 和2R ＝gt2 /2；联立求解以上方程即可得出：小球应在平地上距 D 点10m 处，以 14.1m/s 的初速度 v0，与水平方向。