如何优化物理解题策略

南通市第二中学 物理 陆素玲

发表于《数理化学习》第6期 ISSN2095-218X

在我们高中的物理教学实践中,常常有学生反映课堂上听得懂,下课解题时却束手无策。不少同学还是习惯于套公式,一个公式不行,就换一个,走一步,想一步,完全是公式的拼凑,没有一个清晰的解题方案,结果往往就陷入迷途了。这要求我们在重视学生对物理概念、规律、原理加强理解的基础上,多引导学生探索分析问题的思路和方法。事实上就中等生与优等生在解决问题上的差异,最主要就是在解题思维策略的差异。下面就解题策略的优化谈些个人的体会。

一、先定性分析，后定量计算

在习题教学中要增强用定性和半定量分析物理问题的意识，以提高分析问题的能力，养成良好的物理习题习惯。先通过定性分析或半定量的方法入手,力求对问题的性质、解答的概貌取得一个总体的估计和理解，使得在头脑中形成比较清晰的物理情景，对所面临的物体问题有一个整体与宏观的把握，避免急于乱套公式的定量计算。下面谈谈几种常用的方法，帮助学生提高解题能力。

对称方法是速解高考命题的一种有效手段，是考生掌握的难点。物理中的对称,具体表现在时间、空间的对称性以及物理效果的对称性。寻找研究对象的对称性特点，这是解题的关键环节。我们抓住要研究对象在某些属性上的对称性特点，通过直觉思维或进行联想类比来充分挖掘。比如，常见的抛体运动中，斜抛运动中，斜上抛的物体运动轨迹可分成两个平抛运动，它们的运动轨迹是关于经过最高点的竖直线对称，利用这种运动过程的对称性，就能很快地找到物体运动过程中各物理量之间的关系。在竖直上抛运动中，上升过程与下降过程中通过某一点是速度大小相同、方向相反。从竖直方向上的一点到另一点，无论是上升还是下落，所用时间相等。

有些题目综合性强，解题有一定的灵活性和技巧性。一题多解是这类题目的一大特点，但不同的思路和分析，其解题过程的难易程度是不同的，因此选择最佳的解题途径就显得十分重要。极限条件法可以很快的求出，基于问题解决的需要，物理现象、过程中的物理量通常取极限值和简单方便的特殊值。例1：(2013江苏第2题)如图所示,“旋转秋千”中的两个座椅A、B 质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上。不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是

(A)A 的速度比B 的大

(B)A 与B 的向心加速度大小相等

(C)悬挂A、B 的缆绳与竖直方向的夹角相等

(D)悬挂A 的缆绳所受的拉力比悬挂B 的小

解: 由圆周运动特点很快可以判断出对AB座椅来言角速度一样，故答案AB都有错。对C选项去常规的受力分析比较麻烦，那么我们可用的直观判断的方法，即采用极限思维的方法，想像如果悬点离轴非常近，缆绳与竖直方向的夹角接近0°，而悬点离轴较远时缆绳与竖直方向的夹角比较大。可以得到悬点离轴越远，缆绳与竖直方向的夹角越大。排除C选项，正确答案为B。

图像分析法是物理学中一种重要方法，利用图像法不仅能使物理的图景更清晰、内涵更深刻，而且能把学生引入全新的思维意境，能培养学生良好的思维品质。比如证明做匀变速直线运动的物体在一段时间t0内平均速度等于它中间时刻的瞬时速度。对于高一刚进入学习运动的学生而言，这个关系虽然可以由物理公式进行推导,但由于运动的中间时刻与位移中点时刻容易混淆,造成思路混乱。若用图像加以证明,便很容易使学生分清中间时刻和位移中点时刻,并加深了对平均速度的理解和记忆。在如图所示的v-t图中,匀变速直线运动图像是一条直线,在t0时间内的位移在数值上等于图像与纵横轴所围的梯形的面积,由几何知识可知: 而t0段的平均速度为 ，平均速度在数值上等于梯形的中位线,恰好是t/2时刻的速度,而物体位移中点所对应的时刻在 之间。

如上所述，我们谈了对称分析法、极限分析法、图像分析法。当然定性与半定量分析物理问题方法还有其它的。在我们的教学实践中要"定性分析在前,定量计算在后"的解题原则,学生的物理解题能力一定会得到较快地提高。

二、 先整体思考 再局部分析

以整体为研究对象的解题方法叫整体法。所谓的整体,是指互相作用的物体的全体,或一个物体变化的全过程。整体法思考物理问题不拘过程的细节而全局考虑，较高层次的揭示复杂的物理体系的规律，能更快提高学生的解题技能，发展学生的综合分析能力，所以整体法值得我们重视并渗透到物理教学中去。用好“整体法与隔离体法”，是物理解题的基本策略。

研究对象整体化，在解决物理问题过程中，把涉及到的几个研究对象看成一个整体，这类整体法叫做研究对象整体法。它涉及的研究对象少，不计物体间相互作用的内力，在解题中能够简化过程，易于理解，在力学方面有其独特的应用。一般来说常见两种情况：一用以系统处于平衡状态,而系统不涉及物体间相互作用时;二当系统处于加速状态,而不涉及物体间的相互作用时,物体系统内各物理的加速度相同,可用整体法。

物体过程整体化：可以从分析物理过程的角度，可以选择物理状态变化的全过程进行研究，称为研究过程整体法。研究物体运动时，可以从全程出发，把握物体的运动，通过对各个过程的分析，找出各个过程所遵守的共同规律，一次性列出方程进行求解。这种情况在能量系统中表现为:当物体在某个运动中包含有几个运动性质不同的运动过程时,对运动全过程用动能定理。只要不涉及内力的冲量,对物体系用动量定理解题往往简便。

整体法与隔离法同时并用。若讨论的问题不涉及系统内各物体间的相互作用时，常用整体法;当研究物体间的相互作用时，采用隔离法。同时应用两种方法可以使问题的分析大大简化。比如对于有共同加速度的连接体问题，一般先用整体法由牛顿第二定律求出加速度，再根据题目要求，将其中的某个物体进行隔离分析和求解。如图所示，质量分别为MA、MB的两个物体A、B在水平力F的作用下，一起沿光滑的水平面运动，求A、B间的相互作用力的大小。

解：先从整体出发分析运动状态，先分析整体受到的外部作用力，即以A、B所组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律F=(MA+MB)a, 很容易求得整体的加速度。分析内部之间相互作用力，把隔离出来B作为研究对象,要分析B的受力，求出A、B间弹力N=MBF/(MA+MB)。