物理思维转化的方法例析
物理思维方法
物理思维方法物理整体隔离法是一种运用人类综合知识和思维的方法,也是多种基本思维方法的高度综合,层次深、理论性强、运用的价值高。
整体隔离法是一种指对人类运用物理解决问题过程中的单个物体或单个思维过程中的问题进行综合分析、研究的一种思维方法。
因此在人类应用物理学科学研究与教育学习中善于运用物理整体法与思维隔离法研究需要分析、处理和解决的问题,一方面主要表现为对知识的思维综合融会贯通,另一方面表现为知识与思维的有机组合。
标签:整体法;隔离法;解题步骤;例题分析;思维启示一.生活中的整体与隔离说早年间北京有个年轻的后生骑着驴子进京赶考,骑的竟然是头年迈的老后生和驴子,行李放在自己身后的一个驴背上。
这位年轻后生心善,见年迈的后生和老驴子既要用肩膀驮自己,还要舍得用肩膀驮身后的行李,于心不忍,便将身后的行李分别背在自己的一个肩膀上,再将行李骑在身后的驴背上,想办法帮老后生和驴子自己分担掉行李的自身重量。
显然,这位善心的年轻后生和驴子还没能真正理解好民俗表演整体的隔离法和叠罗汉的隔离法。
身后的行李虽然已经是他来自己背了,但是行李和他自身的重量最终还是压在了驴背上。
这位年轻后生自以为这是帮了后生和驴子的忙,心安理得。
但是很可惜老后生和驴子不能自己说话,否则就可能有人责怪这位后生是个好心的年轻后生,何必仅仅累了它,还要累自己。
二.整体法与隔离法的对比整体法与隔离法作为物理学两种典型的科学方法,在动力学,力学,热学等部分都有使用,显示出了这两种方法很强的可塑多样性。
1.整体法特点通过运用整体法分析的物理力学问题,可以从整体上弄清系统的整体受力运动情况和系统全过程的整体受力运动情况,从宏观和整体上准确地揭示了事物的受力运动本质和变体的规律,从而有效地避开了物理中间环节的繁琐和推算,能够灵活地分析和解决物理问题。
通常在整体上分析各种外力对相对静止的物体和系统的影响和作用时,用的是整体法。
2.隔离法特点容易让人看清单个受力系统中某一物体的由于受力运动过程物体运动变化情况或单个系统物体由于受力运动过程的物体运动变化情形,问题的发现处理以及使用操作起来比较方便、简单,便于专业初学者的训练使用。
掌握物理思维学习物理的思维训练方法
掌握物理思维学习物理的思维训练方法物理是一门关于自然界的基本规律和物质运动的科学,它广泛应用于各个领域,如工程、医学和环境科学等。
然而,对于很多人来说,物理学习可能是一件困难且抽象的任务。
要想有效地学习物理,我们需要掌握物理思维,即培养正确的物理学习方法和思维方式。
本文将介绍一些掌握物理思维和进行物理思维训练的方法,帮助读者更好地学习物理。
一、培养实践思维物理学习需要强调实践的重要性。
尝试进行实验、观察并记录数据,是掌握物理思维的必经之路。
通过实践,我们可以更深入地理解物理理论,并将其应用于实际问题中。
可以参加物理实验课、加入物理实验室等,与教师和同学进行交流和讨论,加深对物理概念的理解。
希望你能常常亲自动手实践物理。
二、培养逻辑思维物理学是一门严谨的科学,需要进行推理和逻辑推断。
培养逻辑思维可以帮助我们更好地理解并解决物理问题。
在学习物理时,我们应该注重分析问题、提出假设和推导结论的过程。
同时,还可以通过解决一些具体的问题,如物理题和实例题,锻炼逻辑思维能力。
逻辑思维的培养对于理解复杂的物理概念和理论非常重要。
三、培养抽象思维物理学中有很多抽象的概念和理论,所以培养抽象思维能力对于学习物理十分重要。
我们可以通过观察和实验得到的具体现象,抽象出普遍的规律和公式。
例如,通过观察自由落体实验,我们可以抽象出重力加速度的概念,并用公式g=9.8m/s²来描述。
在学习物理的过程中,我们应该注重理论的总结和归纳,并进行大量的练习,以加深对抽象概念的理解。
四、培养空间思维物理学习中涉及到很多关于空间的概念和问题,如运动轨迹、物体位置等。
因此,培养空间思维能力对于学习物理也是必不可少的。
我们可以通过观察物体运动、绘制图像等方式,培养空间思维能力。
在解决物理问题时,我们应该善于运用图像和几何的知识,进行空间上的理解和分析。
希望你能经常运用空间思维解决物理问题。
五、培养综合思维物理学习是一个综合性的过程,需要将各个知识点和概念进行整合和综合运用。
物理思维方法
物理思维方法
物理思维方法是指运用物理学的理论和方法来解决现实生活中
的问题,这种思维方法不仅可以帮助我们更好地理解自然界的规律,还可以提高我们解决问题的能力。
下面将介绍一些常用的物理思维
方法。
首先,物理思维方法强调观察和实验。
物理学家在研究自然现
象时,首先会进行大量的观察和实验,通过实验数据来验证理论,
从而得出结论。
这种方法可以帮助我们更加客观地认识世界,避免
主观臆断和片面认识。
其次,物理思维方法注重模型和简化。
在物理学中,为了更好
地描述和解释现象,科学家常常会建立模型,并对现象进行简化。
这种方法可以帮助我们抓住问题的本质,找出规律,从而更好地解
决问题。
再次,物理思维方法强调量化和数学。
物理学是一门重视量化
和数学方法的学科,通过量化和数学分析,可以使问题更加清晰和
准确。
这种方法可以帮助我们用科学的手段来解决问题,避免主观
臆断和随意猜测。
最后,物理思维方法强调系统和整体。
在物理学中,研究问题常常是从整体出发,通过系统思考和分析,找出问题的规律和内在联系。
这种方法可以帮助我们更全面地认识问题,从整体出发,寻找解决问题的方法。
总之,物理思维方法是一种重视观察和实验、模型和简化、量化和数学、系统和整体的思维方法,它可以帮助我们更好地认识世界,提高解决问题的能力。
在现实生活中,我们可以运用物理思维方法来解决各种问题,不仅可以提高我们的科学素养,还可以提高我们的解决问题的能力。
希望大家能够运用物理思维方法,更好地认识世界,解决问题。
逆向思维解题初中物理解题的独特方法
逆向思维解题初中物理解题的独特方法物理是一门需要掌握解题技巧的科学学科,而初中物理解题更是考验学生的逻辑思维和分析能力。
在解题过程中,能够运用逆向思维是一种独特而有效的方法。
本文将介绍逆向思维在初中物理解题中的应用,并提供一些实用的技巧。
一、逆向思维的定义和意义逆向思维是指从解题目标出发,逆向分析问题并找到解决问题的有效途径。
与传统的正向思维相比,逆向思维更具有创造性和突破性,能够帮助我们发现问题的本质和核心,并从中衍生出解决问题的新思路。
在初中物理解题中,逆向思维能够帮助我们更好地理解和应用物理理论,解决各种复杂的物理问题。
通过逆向思维,我们可以从结果出发,逆向推导出问题的解决方法,从而提高解题的效率和准确性。
二、逆向思维在初中物理解题中的应用1. 逆向分析题目在做物理题时,我们可以将目标结果作为出发点,逆向分析题目中的所给条件和要求。
通过对题目进行分解、分类和归纳,可以更加清晰地把握问题的关键点。
例如,对于一个求解速度和时间的题目,可以通过逆向思维,从结果出发,推导出与速度和时间相关的物理公式,然后再将题目中的条件代入公式,解得解的准确答案。
2. 逆向推导解决方案逆向思维还可以帮助我们从多个角度分析问题,并找到解决问题的多种途径。
通过逆向思维,我们可以从解决方案出发,逆向推导出正确的答案。
例如,对于一个关于力和运动的题目,我们可以通过逆向思维,从解决问题的方法出发,逆向运用牛顿第二定律等相关公式,得出正确的答案。
这种逆向推导的方法能够帮助学生更好地理解物理定律和公式的应用。
3. 逆向思考可能的限制条件在一些实际问题中,解题时可能会遇到一些限制条件,而逆向思维能够帮助我们找到克服这些限制的方法。
例如,对于一个弹簧振子的问题,我们可以通过逆向思维,从运动的限制条件出发,考虑如何改变力的大小或改变频率,以达到振子稳定的目的。
三、逆向思维的实用技巧1. 试错法试错法是一种常用的逆向思维技巧,通过不断尝试和纠正错误来达到正确的解答。
高中物理思维转化技巧教案
高中物理思维转化技巧教案
一、教学目标
1.了解高中物理学科的重点内容和思维要求;
2.掌握物理问题的解题方法和思维转化技巧;
3.能够灵活运用物理知识解决复杂问题。
二、教学重点和难点
1.物理问题的思维要求和解题方法;
2.如何将物理知识应用到实际问题中。
三、教学过程
1.导入:通过一个生活中的例子引入物理问题,让学生意识到物理知识在实际应用中的重
要性;
2.讲解:介绍物理问题的思维要求和解题方法,引导学生建立逻辑思维和实际应用能力;
3.实践:组织学生进行物理问题的解题训练,让他们熟练掌握思维转化技巧;
4.提升:引导学生拓展思维,将物理知识应用到更加复杂的问题中,培养他们的创新能力;
5.总结:总结本节课的教学内容,强调物理问题的思维要求和解题方法,巩固学生的学习
成果。
四、课后作业
1.完成课堂练习题;
2.自主学习物理知识,应用到解决实际问题中;
3.思考如何提高物理问题的解题效率和准确性。
五、教学反思
1.学生是否能够理解物理问题的思维要求和解题方法;
2.学生在实践过程中是否能够灵活运用物理知识解决问题;
3.如何进一步提高学生的物理思维能力和解题技巧。
六、展望
通过本节课的教学,学生能够更好地理解物理学科的特点和思维要求,提高解题效率和准确性,为将来的学习和应用奠定坚实基础。
物理学中的思维方法与逻辑推理
物理学中的思维方法与逻辑推理物理学被视为自然科学的基石,它研究物质和能量之间的相互关系以及它们的运动和行为规律。
为了理解和解释这些规律,物理学家需要运用一种独特的思维方法和逻辑推理。
本文将探讨物理学中常用的思维方法,以及如何运用逻辑推理来分析和解决物理问题。
一、思维方法1. 抽象化:物理学家经常把复杂的现象和问题抽象为简化的模型,以便更好地研究和理解。
抽象化要求我们忽略一些次要的因素,将问题简化为一系列基本的物理定律和关系。
例如,当研究物体的运动时,我们可以将物体视为质点,忽略其形状和大小,从而将其运动描述为质点的运动。
2. 数学建模:物理学是一门数学化的科学,数学工具在物理学中起着至关重要的作用。
物理学家常常利用方程和数学公式来描述物理定律和关系。
通过建立适当的数学模型,可以用数学语言精确地表达物理现象,推导出预测结果,并进行实验验证。
3. 归纳和演绎:在物理学中,归纳和演绎是两种常用的思维方法。
归纳通常是通过观察和实验来总结出一般规律或概念。
例如,牛顿的万有引力定律是通过观察行星运动和苹果掉落而归纳出来的。
而演绎则是根据已有的定律和关系,利用逻辑推理来得出新的结论。
例如,基于万有引力定律可以演绎出开普勒行星运动定律。
4. 质疑和求证:物理学的发展离不开对已有理论和模型的质疑和求证。
物理学家在研究中会不断地提出新的假设和理论,并通过实验和观测来验证它们的有效性。
质疑和求证的思维方法帮助物理学家不断推动理论的进步,揭示新的物理现象和规律。
二、逻辑推理逻辑推理是物理学中解决问题和分析现象的重要方法之一。
逻辑推理通过分析和比较已有的知识和信息,从而得出新的结论和解释。
以下是物理学中常用的逻辑推理方法:1. 演绎推理:演绎推理是从一般到特殊的推理过程。
根据已有的原理和定律,通过逻辑推理得出特殊的结论。
例如,根据牛顿的第二定律可以演绎出质点的运动方程。
2. 归纳推理:归纳推理是从特殊到一般的推理过程。
根据观察到的具体现象和实验结果,推广到一般规律或概念。
化曲为直 转换思维——高中物理教学中“化曲为直”思想的应用研究
化曲为直㊀转换思维高中物理教学中 化曲为直 思想的应用研究周金金(江苏省启东市吕四中学㊀226241)摘㊀要:高中物理知识有一定深度ꎬ化曲为直的教学思想能够帮助学生化抽象为直观ꎬ从而起到化难为易的效果.这就要求教师转化教学思维ꎬ从物理基础知识抓起.引导学生利用图示材料辅助理解ꎬ做好题目难易的过渡工作.启发学生转换解题方法ꎬ将新的解题思路带入物理课堂.创造交流机会ꎬ让逻辑思维与理性思维强的学生影响他人ꎬ从而让化曲为直的理念落到实处.关键词:化曲为直ꎻ转化思维ꎻ导入图形ꎻ转换方法ꎻ共同交流中图分类号:G632㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1008-0333(2022)06-0077-03收稿日期:2021-11-25作者简介:周金金(1988.5-)ꎬ女ꎬ江苏省南通人ꎬ硕士ꎬ中学二级教师ꎬ从事高中物理教学研究.㊀㊀化曲为直是高中物理教学活动中较为常见的一种思维模式ꎬ通过对抽象材料的直观化处理ꎬ其能够将物理问题㊁物理现象以更加直观的方式呈现给学生ꎬ从而使学生 少走弯路 .对于当前的高中物理教学活动来说ꎬ 化曲为直 思想的应用能够帮助教师实现简单教学㊁高效互动的目标ꎬ在解读物理知识的同时ꎬ能够开发学生的物理思维.对 化曲为直 思想进行应用ꎬ构建全新的物理教学框架ꎬ能够有效提升学生的学习积极性.1化曲为直法的意义化曲为直法适用于测量圆柱的周长ꎬ可以用绕线的方法ꎬ将线拉直得到圆柱的周长ꎬ利用化曲为直的方法可以解决曲线运动中的问题.在物理教学中ꎬ部分学者认为利用运动合成与分解的办法解决曲线运动中的问题ꎬ将曲线运动当作两个方向上的直线运动的合成ꎬ认为这就是化曲为直的办法ꎬ实际上这并不是真正意义上的化曲为直.化曲为直在曲线运动中就是将运动的过程细分ꎬ然后再根据某一段细分的运动展开研究ꎬ这才是真正意义上的化曲为直.比如ꎬ物体在水平力的作用下可以做水平圆周运动ꎬ在整个圆周运动中取一小部分的圆周运动来研究ꎬ因为这段圆周运动比较短ꎬ所以可以看作直线ꎬ在这段运动中物体受到的滑动摩擦力的方向和运动的方向是相反的ꎬ所以可以先算出滑动摩擦力在这段运动中做的功ꎬ然后再将每一小段运动做的功相加ꎬ就可以得到整个运动中所做的功ꎬ这就是化曲为直法.2高中物理教学中 化曲为直 思想的应用研究策略2.1处理实验数据ꎬ探寻物理规律在物理学习的过程中ꎬ实验是必不可少的一项内容ꎬ很多物理知识都是通过实验总结出来的.同时ꎬ很多物理实验在总结规律时是以函数图像的形式展现的ꎬ有的函数图像为一次函数ꎬ有的却不是.探究非一次函数图像物理规律的过程是比较复杂的ꎬ如果直接用两个物理变量作为坐标变量画图ꎬ就77不能根据这个坐标变量找出其中的物理规律ꎬ所以在物理实验的过程中ꎬ教师要正确地引导学生找出物理实验中可以形成一次函数关系的自变量和因变量ꎬ这样才能将非一次函数图像变为一次函数图像ꎬ从而根据图像找到其中物理量的变化规律ꎬ这也是利用了 化曲为直 的思想.以人教版必修一«牛顿第二定律»为例ꎬ其中实验是探究加速度与力之间的关系ꎬ因为力与质量有关系ꎬ所以加速度与质量之间也存在关系.在寻找加速度与质量之间规律的过程中就必须观察加速度与质量变化的实验数据ꎬ在这个过程中可以利用倒数ꎬ然后将图像化曲为直ꎬ如图1所示.图1观察图像可以发现在相同力的作用下ꎬ质量越大加速度越小ꎬ可以猜想加速度与质量成反比.同时也可能是加速度与质量的平方成反比ꎬ或者是其他的关系ꎬ并不能得出确切的结论.在探究时可以采用反面检验的方法ꎬ检验加速度是否和质量成反比ꎬ如果知道了加速度和质量的图像是否为双曲线图像ꎬ那就知道了加速度与质量之间是不是成反比ꎬ但是证明加速度与质量之间是不是双曲线是比较难的.如果加速度与质量成反比ꎬ那么加速度就与质量的倒数成正比.可以以加速度为纵坐标ꎬ以质量的倒数为横坐标建立坐标系ꎬ根据加速度与质量倒数的图像是不是直线来判定加速度是不是与质量成反比.看图可以知道加速度和质量的倒数成正比关系ꎬ这就是利用倒数化曲为直的思想.2.2转化思维ꎬ掌握基础知识化曲为直 思想的核心教学目的十分明确:将复杂的物理问题与物理现象转化为直观的物理问题ꎬ对相关问题进行再加工ꎬ确保学生能够在解答问题的第一时间掌握问题的考查方向.在 化曲为直 思想的带动下ꎬ 少走弯路 高效教学 已然成为物理教学活动的第一目标.从当前的物理教学工作来看ꎬ高中物理教学活动中 弯路 的出现主要与教师的教学方法有关:在授课过程中ꎬ教师的授课活动带有强烈的目的性特点ꎬ以帮助学生掌握物理知识㊁解答问题㊁拿到高分为第一教学要求ꎬ并不重视学生对于基础知识的掌握.物理大楼不断提高ꎬ根基尚不牢固ꎬ学生很难不走弯路.在 化曲为直 思想下ꎬ可借助基础知识落实教学工作ꎬ让学生在解读基础概念的同时完成 化曲为直 的教学任务ꎬ确定全新的学习方式.以人教版必修一教材«时间和位移»的教学为例ꎬ在学习 位移 这一概念的过程中ꎬ受到 时间 速度 两个物理量的影响ꎬ学生很容易将位移与路程混淆ꎬ从而产生概念上的记忆错误.面对该学习问题ꎬ教师依靠死记硬背帮助学生掌握物理知识.在 化曲为直 思想下ꎬ可利用表格帮助学生进行比对记忆ꎬ对路程㊁位移的特点分别进行归纳:位移是矢量ꎬ表示初位置指向末位置的有向线段ꎬ大小与路径无关ꎻ路程是标量ꎬ表示质点在空间中初位置到末位置的距离.位移有正负之分ꎬ其正负代表方向ꎬ路程没有正负之分ꎬ只有大小.在总结以上规律之后ꎬ可要求学生结合物理学习经验归纳物理知识ꎬ对物理概念进行系统化的记忆.在 化曲为直 思想的引导下ꎬ必须掌握方法抓住基础ꎬ才能为后续的物理学习活动打下良好的基础.2.3导入图形ꎬ提高教学效率高中阶段的物理教学活动以符号㊁公式与定理为核心要素ꎬ在落实教学工作的过程中ꎬ学生需要先理解物理概念ꎬ然后才能参与到后续的学习活动当中.面对错综复杂的文字知识ꎬ学生需要消耗大量的时间来理解概念的基本定义ꎬ从而完成物理学习任务.这种教学方法对学生能力较差的学生提出了较高的要求ꎬ使其学习素质与物理技能逐步下滑ꎬ物理学习水平直线降低.2.4转换方法ꎬ加快解题速度87化曲为直 思想的重要应用价值之一便是其能够帮助学生转换解题方法ꎬ将新的解题思路带入到物理课堂当中ꎬ从而加快学生解答物理问题的速度.但对于如何转换方法㊁转化之后如何解题这一问题ꎬ教师并不会刻意对学生进行讲解.随着教学活动的逐步推进ꎬ学生虽然某些问题能够用更为简便的方法ꎬ但苦于无法可施ꎬ其整体的解题效率并没有得到提升.在应用 化曲为直 思想的过程中ꎬ可对学生的解题方法㊁解题策略进行优化ꎬ以此来提高学生的解题速度.以人教版必修二教材«曲线运动»的教学为例ꎬ可为学生设计如下问题:在高度为200m的高空有一架直升机以60m/s的速度驶过ꎬ在水平飞行时投下一物体ꎬ求物体落地时的速度.部分学生在解题的过程中采取 想当然 的思想ꎬ认为物体没有初速度ꎬ落地之后的速度也为零.但在飞机上ꎬ物体与飞机保持同等速度ꎬ其水平方向的速度相等.教师可借助坐标系法帮助学生转化解题思路:绘制坐标轴ꎬ取第四区间为运动区间ꎬ模拟物体与飞机的运动状态.其中在x方向上ꎬ飞机与物体的运动速度相等ꎬ都是10m/sꎬ将这一信息标注出来ꎬ在竖直方向上ꎬ物体做加速度为g的匀加速运动ꎬ结合水平㊁竖直方向的运动速度ꎬ可以构建三角形ꎬ三角形的最长边就是物体落地时的速度.2.5共同交流ꎬ带领学生反思部分学生的逻辑思维与理性思维较为优秀ꎬ在物理教学活动中ꎬ其已经具备了分析物理现象的良好素质ꎬ对于出现在教学活动中的物理问题ꎬ学生也能够通过交流活动解答物理知识的核心概念ꎬ从而提高学习效率.对于物理教学来说ꎬ该类学生已经掌握了 化曲为直 的基本思路ꎬ作为教师ꎬ我们应该为学生创造更多表达的机会ꎬ通过小组合作的模式ꎬ让其独特的解题思路影响其他学生ꎬ从而使学生形成良好的物理素质.在«功»的教学中ꎬ与 功 相关的问题令学生感到十分头痛ꎬ对于这类问题ꎬ学生不仅要解决 物体做功多少 这一难题ꎬ更要对物体的曲线运动特点进行解答ꎬ解题要求十分繁琐.教师可引导学生展现自己的物理解题思路ꎬ在互动交流的过程中 化曲为直 .以下列问题为例:大小为10N的力F作用在半径R=1m的圆形转盘边缘上ꎬ力F的大小时刻保持不变ꎬ方向始终与作用点的切线一致ꎬ问圆盘转动一周ꎬ力F做功多少?本问题中对曲线运动㊁力的做功两个概念做出了强调ꎬ在分析的过程中ꎬ学生会按照曲线运动的做功特点进行计算ꎬ计算要求较为繁琐.部分学生则 化曲为直 ꎬ将曲线运动转化为直线运动进行计算:力F的方向始终与作用点的速度方向保持一致ꎬ可以将圆周划分为许多小段ꎬ当这些小段长度s足够小时ꎬ便可将这些 小段 视为距离有限的直线进行计算ꎬ由于力F的方向与小段的位移方向相同ꎬ计算更加简便.借由Fs1+Fs2+Fs3+ =2πFRꎬ便可得出计算结果.在应用 化曲为直 思想的过程中ꎬ部分学生对于 化曲为直 的理解不够透彻ꎬ不敢询问老师ꎬ教师可借助互动引导学生主动应用 化曲为直 ꎬ依靠学生的反馈完成教学任务.总之ꎬ 化曲为直 思想不应该仅被应用在曲线运动与直线运动的互相转化当中ꎬ其更应该成为一种以简便㊁高效为核心的教学模式.教师应尝试在教学㊁互动㊁答题等活动中应用 化曲为直 思想ꎬ合理筛选物理解题信息ꎬ对 化曲为直 加以利用ꎬ搜集信息从而提升解题速度ꎬ使 化曲为直 为学生的物理学习活动服务.参考文献:[1]翁鹏飞ꎬ杨国平.浅谈高中物理教学中 化曲为直 思想的应用[J].湖南中学物理ꎬ2020(8):26-28.[2]廖忠福.巧取坐标ꎬ化曲为直 浅谈高中物理实验数据处理中图像法的归 真 策略[J].中学生数理化(学研版)ꎬ2012(10):20-21. [3]马辉.高中物理 化曲为直 处理非线性实验问题[J].物理教学探讨ꎬ2012(5):65-69.[责任编辑:李㊀璟]97。
化曲为直转换思维——高中物理教学中“化曲为直”思想的应用研究
化曲为直转换思维——高中物理教学中“化曲为直”思想的应用研究摘要:在新课程改革背景下,落实学科素养是当前物理教师教学的重任。
“科学思维”作为物理学科核心素养的重要内容,需要在日常教学过程逐步渗透。
本文以“化曲为直”思想方法为例,探讨了“化曲为直”思想在物理实验、平抛运动以及复合场等问题的应用,有效简化了繁琐的物理问题,降低了问题处理的难度,实现科学思维能力的培养。
关键词:核心素养;化曲为直;物理实验;平抛运动;复合场“化曲为直”是指将问题中的非常规条件或复杂运算进行,使得解题过程更加易于理解。
在高中物理学习中,“化曲为直”的方法是常用的分析和解决问题的方法之一。
如化曲线运动(平抛运动、类平抛运动)为直线运动,化变力为恒力做功,华实验的曲线图像为直线图像。
由此可见,“化曲为直”在高中物理中有广泛的应用,可以将一个物理问题的表述和计算转化为更加简单和规范的过程,有效地帮助学生理解和掌握学科知识。
一、“化曲为直”在物理实验数据处理中的应用在高中物理实验中,同样可以运用“化曲为直”的方法,将实验数据的处理和分析过程进行简化,从而更加直观观察各物理量的关系。
许多物理实验在总结归纳定律时,通常都是通过函数图像的方式进行呈现,通过图像坐标的变化情况进一找出其中的物理规律,因此在处理的过程中就需要将相关的变量进行处理,转化成为一次函数图像。
以《牛顿第二定律》实验“探究加速度与力、质量的关系”,在处理实验时,发现在相同力的作用下,质量越大加速度越小,可以猜想加速度与质量成反比.同时也可能是加速度与质量的平方成反比,或者是其他的关系。
因此在解决这一问题时,首先引导学生利用初中已学的知识观察a-m的函数图像是不是反比例函数,鉴于函数图像只在第一象限,因此确定a-m的函数是否为反比例函数较为困难。
因此在处理这类问题时,就需要运用到转化思想,即证明a-m的函数图像是否是反比例函数,就是确定a-1/m成正比。
即以质量的导数为横坐标,加速度为纵坐标,通过观察图像的数据就可知明确指导呈现正比的关系。
高中物理实例教学案例分析与改进
高中物理实例教学案例分析与改进引言:高中物理是一门基础性科学课程,对于培养学生的科学思维、观察能力和实际动手能力具有重要作用。
然而在实际教学中,我们常常面临着学生对物理概念理解困难、实验操作能力不足等问题。
本文将通过分析两个具体的实例教学案例,探讨问题原因,并提出相应的改进措施。
一、实例一:折射定律的教学案例问题分析:在折射定律的教学中,学生容易忽视入射角与折射角之间的关系,导致对定律的理解不透彻。
改进措施:1.引导学生观察现象,通过实验和观察获得知识:引导学生利用实验仪器观察并测量光线通过不同介质时的折射角,并引导他们发现入射角与折射角之间的关系。
2.鼓励学生进行思维激活:通过提出问题、展开讨论等方式,培养学生的批判性思维和主动思考能力。
3.增加实践环节:让学生自主进行实验操作,亲自探究折射定律,从而提高他们对物理概念的理解。
二、实例二:力的平衡与平行四边形法则的教学案例问题分析:在力的平衡与平行四边形法则的教学中,学生常常无法理解力的平衡条件和平行四边形法则的具体应用。
改进措施:1.激发学生的兴趣:引入趣味的例子和实际问题,激发学生对力的平衡和平行四边形法则的兴趣。
2.引导学生发现问题:通过问题导向的学习方式,引导学生自主发现力的平衡条件和平行四边形法则的应用场景。
3.配备实验设备:在实验室里设置合适的实验设备,让学生亲自进行实验,观察并感受力的平衡和平行四边形法则的作用。
三、案例分析的启示:通过以上两个具体案例的分析,我们可以发现教学案例中存在一些普遍性问题。
首先是学生对物理概念的理解不够透彻,鼓励学生进行实践操作是提高学生理解能力的关键。
其次是需要引导学生进行思维激活,通过提出问题、展开讨论等方式,培养学生批判性思维和主动思考能力。
最后,激发学生的兴趣是提高学习效果的重要因素,通过引入趣味的例子和实际问题,可以增加学生对物理学习的主动性。
四、改进措施的延伸应用:除了以上提到的改进措施,我们还可以探索其他一些方法来提高高中物理实例教学的效果。
三种物理思维形式的通俗定义及简单例子
三种物理思维形式的通俗定义及简单例子物理思维是指运用物理知识和原理解决现实世界问题的思考和分析能力。
在物理学中,常常使用三种不同的思维形式来解决问题,它们分别是图像思维、数学思维和模型思维。
以下是对这三种物理思维形式的通俗定义及简单例子的详细解释。
1.图像思维:图像思维是指通过在心里构建和操作物理图像来解决问题的思维方式。
它侧重于直观感觉和形象化的思考。
图像思维将物理问题转化为可视化的形象,通过对图像的变化和相互关系的观察和分析,获得有关物理问题的理解。
例子:想象一个光线从一个物体发出,射向一面反射镜,然后从反射镜上折射出来。
通过图像思维,可以通过构建和操作在心里构建的光线图像,观察和推测出光线的反射和折射现象。
2.数学思维:数学思维是指通过数学工具和推理解决物理问题的思维方式。
它侧重于运用数学模型、方程和计算来描述和解决物理问题。
数学思维将物理问题转化为数学表达式和方程,通过数学计算和推理,得出有关问题的结论。
例子:考虑一个物体在斜面上滑动的问题。
通过数学思维,可以使用牛顿第二定律,运用数学模型和方程,计算物体的加速度、速度和位移。
通过分析这些数学结果,我们可以得出关于物体滑动行为的结论。
3.模型思维:模型思维是指通过构建和分析物理模型来解决问题的思维方式。
它侧重于把物理现象抽象为简化或理想化的模型,并通过对模型的分析和计算来研究问题。
模型思维将物理问题转化为由物理假设和方程组成的模型,通过对模型的操作和分析,得到有关问题的认识。
例子:考虑弹簧振子的问题。
通过模型思维,可以将弹簧振子抽象为一个简化的物理模型,通过应用胡克定律和运动方程,计算弹簧的振幅、周期等特性。
通过分析这些模型结果,我们可以得出对于弹簧振子行为的认识。
总结起来,在物理学中,图像思维通过构建和操作物理图像来解决问题,数学思维通过数学工具和推理解决问题,模型思维通过构建和分析物理模型来解决问题。
这三种物理思维形式可以相互配合使用,通过多种角度和方法来解决复杂的物理问题,深入理解物理现象。
高中物理学习中的思维导应用技巧
高中物理学习中的思维导应用技巧高中物理学习中的思维导引应用技巧在高中物理学习中,学生们经常面临着诸多挑战,如理论复杂、公式繁多、题目难度大等。
为了提高学习效果,我们可以运用思维导引来辅助学习。
本文将介绍一些在高中物理学习中的思维导引应用技巧,帮助学生们更好地理解和掌握物理知识。
一、建立联系思维导引在学习物理过程中,常常需要理解物理现象与现实生活之间的联系。
这就需要学生们发现物理内容与日常生活的关联点,将抽象的物理理论与具体的例子联系起来。
例如,学习力学时,可以通过观察诸如摆钟、滑板等日常物体的运动,来理解牛顿第二定律和动能守恒等原理。
通过建立联系的思维导引,不仅可以增加学习的趣味性,还能更加深入地理解物理概念。
二、运用模型思维导引物理学习中,许多物理现象难以直观理解,需要通过数学模型进行分析。
这就需要学生们掌握抽象思维和运用模型的能力。
在学习电磁学时,可以通过构建电场线和磁力线的模型,来帮助理解电磁现象。
在学习光学时,可以利用光线追迹的方法,加深对光的传播规律的理解。
通过模型思维导引,可以将抽象的物理现象转化为具体的图像,有助于学生们更加深入地理解和记忆物理知识。
三、解决问题思维导引物理学习中,解题是一个重要的环节。
合理的解题思路和方法可以提高解题的效率和准确性。
为了有效解决物理问题,学生们可以运用思维导引中的如下技巧:1. 仔细分析问题:在解题之前,学生们应该仔细阅读题目,确定问题的要求和给定条件,理清问题的思路。
2. 运用物理定律和公式:在解题过程中,学生们需要根据所学的物理定律和公式选择合适的知识点,将问题转化为可解的形式。
3. 运用数学方法:物理学习中经常需要运用数学方法进行计算,学生们需要熟练掌握相关数学知识和技巧,如代数运算、几何分析等,以便解决物理问题。
4. 反复检查答案:解题完成后,学生们应该反复检查计算过程和答案,确保解题的准确性。
通过解决问题的思维导引,学生们可以培养良好的解题思维和方法,提高解题的能力。
初中物理教学引导学生发散思维(含学习方法技巧、例题示范教学方法)
初中物理教学引导学生发散思维在当前的教育环境下,培养学生的发散思维能力成为提高学生综合素质的重要环节。
初中物理作为一门以实验为基础的自然科学,其教学过程中引导学生发散思维具有重要意义。
本文从以下几个方面探讨如何在初中物理教学中引导学生发散思维。
第一篇范文一、创设问题情境,激发学生好奇心在初中物理教学中,教师应注重创设问题情境,激发学生的好奇心。
教师可以通过生活实例、物理现象等引入新课,让学生在解决问题的过程中感受到物理的魅力。
例如,在教授力的作用效果时,教师可以提问:“为什么踢足球时,用不同的力踢,球的运动距离和方向会有所不同?”引导学生思考力的作用效果与力的大小、方向、作用点的关系。
二、鼓励学生提出假设,培养推理能力在物理学习中,学生需要通过实验和观察来验证自己的假设。
教师应鼓励学生提出各种假设,并引导学生进行推理和验证。
例如,在探究“影响滑动摩擦力的因素”时,学生可以提出假设:“压力越大,滑动摩擦力越大。
”教师引导学生设计实验,通过观察实验现象来验证假设的正确性。
三、运用类比法,提高学生理解力类比法是一种将已知事物与未知事物进行比较的方法,有助于提高学生的理解力。
在初中物理教学中,教师可以运用类比法帮助学生理解抽象概念。
例如,在教授电流的概念时,教师可以将电流比作水流,让学生通过水流的现象来理解电流的特点。
四、开展合作学习,培养学生的团队精神合作学习有助于培养学生的团队精神和沟通能力。
在初中物理教学中,教师可以组织学生进行小组讨论、实验等活动,让学生在合作中思考、在思考中合作。
例如,在探究“浮力的大小与哪些因素有关”时,教师可以让学生分组设计实验,通过实验数据来分析浮力与物体体积、液体密度的关系。
五、注重评价反馈,激发学生自信心在物理教学中,教师应注重评价反馈,激发学生的自信心。
教师可以通过鼓励性评价、表扬等方式,让学生感受到自己的进步和成功。
同时,教师还要关注学生的个体差异,给予不同学生有针对性的指导,使他们在物理学习中获得成就感。
三种物理思维形式的通俗定义及简单例子
三种物理思维形式的通俗定义及简单例子物理思维指的是以物理原理和概念为基础的思维方式,通过运用科学方法和逻辑推理,解决和理解与物质、能量和自然现象相关的问题。
在物理学中,存在着许多不同的思维形式,其中三种常见的形式是机械思维、数学思维和模型思维。
1.机械思维:机械思维是一种通过比较和类比物理系统来解决问题的思维方式。
它基于物体之间的相互作用和运动,将物理系统看作是由独立的部分组成的。
机械思维强调观察和理解物体的结构、属性和作用力等因素,并通过比较相似的系统来推导出规律和解决问题。
例如,在学习机械平衡时,可以将物体之间的关系比作天秤,通过调整物体的位置和质量来实现平衡。
2.数学思维:数学思维是一种通过建立数学模型和运用数学方法来解决物理问题的思维方式。
它强调利用数学符号和方程描述物理现象,通过推导和计算来预测和解释实验结果。
数学思维在物理学中起到了至关重要的作用,它不仅帮助我们理解和解释现象,还能将实验和观测结果转化为可计算和量化的数值。
例如,当研究物体自由落体时,可以利用物理学中的公式和数学方法来计算物体的加速度、速度和位移等参数。
3.模型思维:模型思维是一种通过构建物理模型来描述和解释现象的思维方式。
模型是对现实世界的简化和抽象,通过对关键因素的建模和演化,可以更好地理解和预测复杂的现象。
模型思维强调寻找适当的模型来描述现象,并运用科学原理和数学方法对模型进行分析和推理。
例如,当研究光的传播时,可以将光看作是由一系列波峰和波谷组成的波动模型,通过对光传播规律的模拟和计算,可以预测并解释许多光学现象。
总之,机械思维侧重于观察和比较,数学思维侧重于推导和计算,模型思维侧重于描述和预测。
这三种思维形式在物理学中相互交织和补充,共同促进了我们对自然世界的认识和理解。
用物理思维解决生活问题学习物理的实际应用法
用物理思维解决生活问题学习物理的实际应用法用物理思维解决生活问题:学习物理的实际应用方法物理是一门研究自然界中物质、能量和它们之间相互作用的学科。
它不仅仅是一门理论学科,更是为解决生活中的实际问题提供了有效的思维方法。
本文将介绍一些物理思维在解决生活问题中的实际应用方法。
一、物理思维在交通问题中的应用1. 使用物理思维预测交通流量:通过观察和分析交通流动的规律,我们可以利用物理思维来预测交通流量。
例如,我们可以根据车辆的密度、速度和道路的容量来推断交通拥堵的可能性,从而选择更合适的出行时间和路线。
2. 利用物理原理改善交通信号控制系统:交通信号控制是解决交通拥堵问题的重要手段。
物理思维可以帮助我们优化信号配时,以减少等待时间和排队长度。
通过分析车流的聚集与扩散规律,我们可以合理设置信号灯的时长和配时策略,从而提高道路的通行效率。
二、物理思维在节能环保中的应用1. 运用物理原理改进能源利用效率:通过理解能量转换和传递的物理原理,我们可以改进能源利用效率,降低能源浪费。
例如,根据热力学原理,在建筑设计中可以合理选择材料、优化结构,达到节能效果,减少对空调和供暖设备的依赖。
2. 利用物理思维推动可再生能源的开发利用:物理思维有助于我们理解太阳能、风能等可再生能源的获取和利用原理,并设计出高效的太阳能电池板、风力发电机等装置,推动可再生能源的利用。
通过减少对化石燃料的依赖,我们可以减少环境污染,保护地球的生态平衡。
三、物理思维在解决健康问题中的应用1. 运用物理原理改善人体运动效率:物理思维可以帮助我们理解人体运动的机理和能量转换过程。
通过运用物理原理,我们可以设计出适合人体结构和力学特性的运动器械,提高运动效率,降低运动对身体的负荷,从而保护健康。
2. 利用物理检测手段提前发现疾病:物理学在医学中的应用越来越广泛。
例如,核磁共振成像(MRI)利用原子核的物理特性来生成人体内部的图像,帮助医生发现隐匿的疾病。
运用逆向思维成功的例子
运用逆向思维成功的例子逆向思维,是对司空见惯的似乎已成定论的事物或观点反过来思考的一种思维方式。
下面店铺为大家介绍的运用逆向思维成功的例子,希望对您有帮助哦。
运用逆向思维成功的例子11820年丹麦哥本哈根大学物理教授奥斯特,通过多次实验存在电流的磁效应。
这一发现传到欧洲大陆后,吸引了许多人参加电磁学的研究。
英国物理学家法拉第怀着极大的兴趣重复了奥斯特的实验。
果然,只要导线通上电流,导线附近的磁针立即会发生偏转,他深深地被这种奇异现象所吸引。
当时,德国古典哲学中的辩证思想已传入英国,法拉第受其影响,认为电和磁之间必然存在联系并且能相互转化。
他想既然电能产生磁场,那么磁场也能产生电。
为了使这种设想能够实现,他从1821年开始做磁产生电的实验。
无数次实验都失败了,但他坚信,从反向思考问题的方法是正确的,并继续坚持这一思维方式。
十年后,法拉第设计了一种新的实验,他把一块条形磁铁插入一只缠着导线的空心圆筒里,结果导线两端连接的电流计上的指针发生了微弱的转动!电流产生了!随后,他又设计了各种各样的实验,如两个线圈相对运动,磁作用力的变化同样也能产生电流。
法拉第十年不懈的努力并没有白费,1831年他提出了著名的电磁感应定律,并根据这一定律发明了世界上第一台发电装置。
如今,他的定律正深刻地改变着我们的生活。
法拉第成功地发现电磁感应定律,是运用逆向思维方法的一次重大胜利。
运用逆向思维成功的例子2一位母亲有两个儿子,大儿子开染布作坊,小儿子做雨伞生意。
每天这位母亲都愁眉苦脸,天下雨了怕大儿子染的布没法晒干;天晴了又怕小儿子做的伞没有人买。
一位邻居开导她,叫她反过来想:雨天,小儿子的伞生意做得红火;晴天,大儿子染的布很快就能晒干。
逆向思维使得这位老母亲眉开眼笑,活力再现。
运用逆向思维成功的例子3有一家人决定搬进城里,于是去找房子。
全家三口,夫妻两个和一个5岁的孩子。
他们跑了一天,直到傍晚,才好不容易看到一张公寓出租的广告。
物理核心素养之科学思维的教学心得2篇
物理核心素养之科学思维的教学心得2篇物理核心素养之科学思维的教学心得1一、实例分析(一)变力做功问题此类问题不能直接用公式进行计算,必须想办法“化变力为恒力”,而转换研究对象是一种非常实用的方法。
【例1】如图1所示,固定的光滑竖直杆上套着一个滑块,滑块用轻绳系着绕过光滑的定滑轮。
现以恒定的拉力拉绳,使滑块从点由静止开始上升,一直运动至点。
已知滑块质量为,拉力大小为,滑轮到竖直杆的距离为,,则滑块由到过程轻绳对滑块做了多少功?图1解析:①从问题出发,由于轻绳对滑块的拉力是变力,不能直接用公式进行计算;②由于轻绳质量不计,则无机械能,更没有机械能的变化,只是起到“传递能量”的作用,即力F对轻绳做的功等于轻绳对滑块做的功,所以可以研究力F对轻绳做的功;(这是为什么能够转化研究对象的原因)③以轻绳的端点为研究对象,在滑块从A点运动至C点的过程中,轻绳端点的位移为,且力F与位移的夹角为零,由公式,可得由以上分析可知,通过转换研究对象,可以把变力做功问题转化为恒力做功问题,进而运用最基本的公式进行解题,达到“化一般为特殊”的目的。
(二)物体的位移不易求解的恒力做功问题此类问题能直接用公式进行计算,但在计算物体的位移时容易出现错误或不易求解,此时我们也可以通过转换研究对象“化难为易”。
【例2】如图2所示,一木块前端有一滑轮,轻绳的一端系在右方固定处,水平穿过轻质滑轮,另一端用恒力拉住,保持两股绳之间的夹角不变。
当用力拉绳使木块前进位移时,不计绳与滑轮间的摩擦力,则力做了多少功?解析:方法一:以绳的端点为研究对象①从问题出发,由于力F是恒力,可以直接用公式进行计算;②由于轻绳不能视为质点,则要以轻绳的端点为研究对象,如图3所示,在木块前进位移的过程中,轻绳端点的位移为,力与位移的夹角为;(容易出错)③由公式,可得方法二:以滑轮(可以包括木块)为研究对象①由于轻绳质量不计,则无机械能,更没有机械能的变化,只是起到“传递能量”的作用,即力对轻绳做的功等于轻绳对滑轮做的功,所以可以研究轻绳对滑轮做的功;(这是为什么能够转化研究对象的原因)②轻绳对滑轮的力如图4所示,两股绳对滑轮都有力,合力为;③滑轮的位移为,与的夹角为,由得由以上两种方法分析可知,答案是一致的,可以想互验证。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
物理解题中思维转化的方法例析李树祥编者按:2004年高考全国理科综合能力测试题仍然保持着近两年的特点:以稳定、发展、创新为指导,以“有利于高校选择新生,有利于中学物理教学”为目的,但稳中求变,以“能力立意”和“现实生活立意”的命题思想更加突出。
以理科综合物理试题为例:试题虽然难度略有下降,但突出了学科内的综合,立意新颖、设计独特的试题屡见不鲜。
于是,解题中思维转化的方法凸显重要。
转化是问题解决的一种重要策略,物理解题最关键的就是在审清题意的基础上通过思维的转化建立起正确的、我们熟知的物理模型,进而迅速、简捷的解题。
“解题��就是意味着要把所解的问题转化为已经解决过的问题。
”转化是问题解决的一种重要策略,前苏联数学家雅诺斯卡娅就曾说过:“解题��就是意味着要把所解的问题转化为已经解决过的问题。
”而同学们解题时,一遇到稍复杂的物理问题或新的物理情景时,往往受思维定势的影响,思维不能由此及彼的迅速转换而使思路狭窄、方法单一,甚至使问题成为难解之题,那么应如何运用思维转化来迅速、简捷地解决问题呢?现举例分析如下:一. 把实际问题转化为理想模型近几年高考中,理论联系实际的题目明显增多,而实际问题都是比较复杂的,这就要求我们在解题时要抓住主要矛盾,忽略次要因素,将实际问题转化为理想模型来研究和处理从而使复杂问题得以简化。
例1. 一跳水运动员从离水面10m高的平台上向上跃起,举双臂直体离开台面,此时其重心位于从手到脚全长的中点,跃起后重心升高0.45m达到最高点,落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计)。
从离开跳台到手触水面,他可用于完成空中动作的时间是_______s(g取)解析:首先人们可把运动员看做是全部质量集中在重心的一个质点,然后再将运动员离台到落水看作两个理想过程,即竖直上抛和自由落体,则两过程时间之和即为运动员在空中完成的动作的时间。
运动员上升时:运动员下落时:所以二. 正向思维转化为逆向思维正向思维固然可以解决许多问题,但也确实有不少物理问题从正向进行思维会遇到困难或很繁琐,此时如果从相反的方向去考虑,即采用逆向思维,可能会使问题迎刃而解。
例2. 一个小球竖直向上抛,已知它上升的最后1s内上升的高度是上升总高度的,试求小球上升的总高度(取)解析:此题如果按竖直上抛运动来求解,须建立多个方程,比较麻烦。
而我们将上升运动倒过来进行,将问题等效转化为:已知自由落体运动第1s内下降的高度是总高度的,求总高度,则可很容易求解得:三. 将一般转化为特殊一般与特殊是一个辩证的统一体,任何特殊总具有一般的性质,而一般是对特殊的共同性的概括。
从解决问题的角度看,任何特殊问题的解决都预示着相应的一般问题的解决。
如果在一般情况下难以求解的问题,推到特殊的情况便容易解决,就可以将一般问题特殊化,从特殊问题的结论中,总结为一般问题的结论。
例3. 如图1所示,两个定值电阻串联后接在输出电压U稳定于12V的直流电源上,有人把一个内阻不是远大于的电压表接在的两端,电压表的示数为8V。
如果他把此电压表改接在两端,则电压表的示数为:()A. 小于4VB. 等于4VC. 大于4VD. 等于或大于8V图1解析:电压表接两端时,由示数8V知,两端电压为4V,即与的并联总电阻为阻值的两倍。
设,则,再将电压表接两端,由电路的并串联关系易得电压表示数为,故应选A。
四. 由部分转化为整体当物理问题涉及多个物体或多个过程时,通过对变化中的物体系统或物理过程综合分析、整体考虑,找出所遵循的共同规律或等量关系,将问题的处理由部分转换到整体,可达到避繁就简的目的。
整体法有物体系统整体化和物理过程整体化两种思维方法。
一般情况下,整体法是处理多体或多过程问题的最佳途径。
例4. 质量为M的金属块和质量为m的木块通过细线连在一起,从静止开始以加速度a在水中下沉,经过时间t,细线断了,金属块和木块分开,再经过时间t”,木块停止下沉。
问此时金属块的速度多大?解析:取金属和木块组成的系统为研究对象,对系统从细线断前的瞬间至木块停止下沉的整个过程分析,应用动量定理有,其中。
由以上各式可解得:五. 由动传化为静物体的运动是相对于一定的参照系而言的,当参照系改变时,运动和静止可相互转换,通常情况下,我们取地面为参考系,但有时若取运动的物体为参考系,化动为静,则可使解题更为简捷。
例5. 一升降机以的加速度竖直上升,在上升过程中一螺钉从升降机的天花板上松落,天花板与地板之间的距离为2m,问螺钉从天花板落到地板上所需的时间为多少秒?(g取)解析:以运动的升降机地板为参考系,化升降机的动为静,则对螺钉,刚松落时初速度为零,相对于地板的加速度为,相对于地板的距离为L,则由,得六. 化无限为有限有些问题中,可以找到无限和有限的联系,采用有限的方法,来处理无限的问题,摆脱难以入手的困境。
例6. 如图2所示为由电阻r组成的无限网络,试求端的电阻。
解析:将原电路的左边三只电阻取掉,如图中的3,因为是无限网络,故图2和图3没有差别,设图2中的端总电阻为R,则图3中的端总电阻也为R,这样图2的无限网络就可转化为图4中的由四只电阻构成的简单电路了。
根据串、并联电路特点有,则可解得:图4七. 将宏观转化为微元一切宏观的物体、物理现象和物理过程都可以视为由微小的单元(微元)组成。
化宏观为微元就是从事物的微元入手分析,达到解决事物整体问题的方法。
微元法不仅可以用于实际物体也可以用于过程、状态、轨迹、线段等。
微元法中大量的运用近似,在分析过程中化曲为直、化变为恒,将复杂问题转化为简单问题,使问题的解决变得非常简便。
例7. 如图5所示,均匀带电圆环的带电量为Q,半径为R,圆心为O,P为垂直于圆环平面的对称轴上的一点,OP=L,试求P点的场强。
图5解析:设想将圆环等分为n个小段,当n相当大时,每小段便可以看作是点电荷,其带电量为q=。
由点电荷场强公式,可得每一小段点电荷在P点的场强为。
由对称性知,各小段带电环在P处场强为E的垂直分量E y,相互抵消,而E的轴分量之和,即是带电圆环在P处的场强为,所以八. 将物理量转化为图形我们在解题时,根据题意作出恰当的图形,把题目中的诸物理量转化在图形中,借助于图形,可使题意变得直观、形象,这样就能在由物理量向图形的转化中提高审题的准确性,清晰地把握住解题思路,使问题得到解决。
例8. 水平拉力分别作用在水平面上的物体上,经一段时间后撤去,使物体由静止开始运动而后停下,如果物体在两种情况下的总位移相等,且,那么在这个过程中:()A. 比冲量大B. 比冲量小C. 和的冲量相等;D. 和的冲量无法比较图6解析:本题如纯粹用公式规律替换分析,两冲量关系较难确定,如果转化为图形,即根据运动中的位移相等和加速度的关系把它们画成如图6所示的图象,则显然有。
再对全程应用动量定理有:。
由此可得。
故答案选B。
九. 将综合问题转化为若干单一问题任何一个综合性的物理问题都是由一些基本的物理问题组合而成的,因此解题时只要善于恰当地把一个综合性问题转化成若干个单一问题,化整为零,各个击破,然后抓住各部分题意间的联系,沟通和综合,形成完整的解法,问题就解决了。
例9. 质量为M的重锤从离木桩H高处自由落下,打在质量为m的木桩上并和桩一起在泥土中下降h深后停止,求泥土对木桩的平均阻力。
解析:本题过程比较复杂,应通过对过程的分解使之转化为如下三个过程逐步求解。
1. M自由下落,由机械能守恒定律得:(1)2. M和m做完全非弹性碰撞,由动量守恒定律得:(2)3. M、m受重力和阻力一起向下运动,由动能定理得:(3)联立(1)(2)(3)解得:十. 由不对称转化为对称很多物理题给出的物理模型是不对称的,有些用中学知识无法直接求解,必须将其做对称变换,这样由不对称转化为对称,可使问题的解决变得简单。
例10. 质量为m的质点受半径为R,质量为M的球A的万有引力大小为F,若在A球右侧挖去直径等于球A半径的球B,如图7所示,求质点受到A剩余部分的万有引力F”的大小(已知R r)图7解析:设把挖去的球B再填入球A,再在质点另一侧关于B对称的地方放置一与球B相同的球C,则,由于,可解得:十一. 化隐含为明朗我们常把隐蔽在题中的已知条件称为隐含条件,解题时应细辩题意,深入推敲,把题目字里行间或示意图中含而不露的条件挖掘出来,使隐含条件朝着明朗实用的方向转化,获取解题条件。
例11. 在真空中速度的电子束,连续地射入两平行极板之间。
极板长为m,间距。
两极板不带电时,电子束将沿两极板间的中心线通过,如图8所示,在两极板加上50Hz的交变电压,如果所加电压的最大值超过某一值U C时,将出现以下现象:电子束有时能通过两极板,有时间断,不能通过。
求的大小。
图8解析:电子在电场中的运动问题,隐含着电子重力忽略不计以及电子束中电子之间相互作用力忽略不计的条件,如此电子的运动可视为平抛运动。
因为电子通过电场的时间和交变周期的数量级相比较,前者远远小于后者,因此,电子在极板中运动的过程中隐含着电场为匀强电场的条件,由此不难得出:十二. 由物理到数学的转换有很多数理结合的物理题,如一些极值问题,列出的方程数少于未知量等,只有将它们转化为数学问题,利用灵活多变的数学工具,才能处置有方,使问题迎刃而解。
例12. 以速率运动的火车上的司机,见前面距离d处有一列货车在同一轨道上沿同一方向以较小的速率匀速行驶便立即刹车,使火车以加速度a作匀减速运动而停下来。
若要两车不相碰,a必须满足什么条件?解析:设火车经过时间t会相碰,则在时间t内,火车的位移为,货车的位移为,依题意有,即。
若此方程无解,则表示没有这样的时间,即是说永不会碰撞。
由(表示触而不碰),得:。
十三. 由变化转化到守恒守恒的观点贯穿于整个物理学中,守恒定律是物理学中最重要、最基本的规律,如动量守恒、能量守恒、电荷守恒、质量守恒等。
物理过程无论变化多么复杂,只要满足某些条件,就存在某种守恒。
因此,从守恒的角度综合分析系统变化问题,列式简练、运算方便、准确可靠。
例13. 电阻为R的矩形导线框abcd,边长,质量为m,自某一高度自由落下,通过一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁场区域的宽度为h,如图9,若线框恰好以恒定速率通过磁场,线框中产生的焦耳热是______(不计空气阻力)图9解析:此题可将一个运动的变化过程转化为能量守恒问题,线框在磁场上方下落的过程中受重力作用,机械能守恒;线框穿过磁场区域的过程中,做匀速运动,动能不变,减少的重力势能2mgh,通过克服安培力做功转化为电势能,再由电荷克服电场力做功转化为线框的内能,因此产生的焦耳热为2mgh。
十四. 将真实转化为虚拟(或假设)用虚拟或假设的物理情景,替代题设的真实的物理情景,从而使问题得以快速解答。