1、系统思维方法(整体法)
在分析和处理物理问题时,抓住研究对象的整体性和物理过程的整体性进行分析,这就是系统思维的方法。
在物理解题时,掌握系统思维方法,应当学会从整体上把握研究对象,如对系统进行受力分析的整体法,它与隔离法是相辅相成的,都应熟练掌握。有些物理过程是很复杂的,不但要学会把复杂的过程分解为若干简单的过程,也要学会把复杂的物理过程看着一个统一整体来处理。在很多情况下,根据系统思维的方法,抓住研究对象的整体性和物理过程的整体性,解决问题往往能化繁为简,迅速解决问题。
如:放在水平地面的静止的小箱子,自重为G,内有一只重为的小蜜蜂G',做匀速直线运动,求箱子对地面的压力?
分析:该题如果从受力平衡求出对小蜜蜂的作用力再分析箱子的受力(考虑蜜蜂飞的方向),求解很麻烦。若把两物体看成一个整体,系统处于平衡态,那么由受力平衡就很容易求得,不论小蜜蜂在哪个方向上做匀速直线运动,压力为G+G'。
2、极端思维方法(极值法)
许多物理现象和物理过程存在临界状态,其表现形式是某些物理量达到极限值时,物体在此前后运动情况发生突变。解答这类问题一般可依据物理量变化的方向逐步推向极端,通过分析临界状态和极值求得问题的解决。有时很难在一般发表情况下得出结论,也可以考虑把一般推向极端,做出极端条件下的判断,再回到一般,往往会很快得出结论。我们把这类思维称为极端思维方式。它能考查学生思维的深度、广度和思维的敏捷性,提高运用物理规律分析解决实际问题的能力。如一个量增大,可以设想它一直增加到无穷大;同样一个若减小,可以设想一直减小到零。
例如:在南北方向上的甲、乙两地间飞行的飞机,无风天气时速度为v,飞机往返的时间为t,现在正好吹南风,风的速度V',则往返时间变化?(变大,变小还是不变?)
分析:本题可以经过速度公式,假设甲乙距离为s,比较所需时间,用数学变换可以求解.更简单的办法是应用极端思维:假设风的速度非常大,远大于飞机的速度,那么逆风的时候飞机是飞不回来的,所以时间无限大,就可以得出结论来:时间变大了!
3、逆向思维方法
在通常情况下,人们往往习惯于从条件或原因分析其结论或结果,这是正向思维的模式。逆向思维是把人们通常思考问题的思路反过来加以思考。即从结论或结果出发倒着分析问题,分析这一结论或结果产生的条件或原因。这种思维方法叫逆向思维方法。逆向思维是一种创造性的思维,也是思维广阔性和灵活性的表现。
将逆向思维应用于物理解题。要求能灵活地转变思维方向,克服思维定势的消极影响。特别是在某些情况下,按照正向思维的方式分析非常麻烦,甚至陷入困境,这时就应立即转换思维方式,从相反的方向重新思考,往往能收到意想不到的效果。例:光的可逆原理,变大和变小等都是互为逆向的
4、对称思维方法
对称性是物质世界的一致性与和谐性的反映。应用物质世界的对称性来分析处理问题的思维方法叫做对称思维的方法。
在物理学中,对称性比比皆是。许多物体的运动具有空间和时间的对称性。许多物体在空间分布上具有对象性,例如:某些电路结构的对称性;平面镜成像的对称性等。在某些物理问题中,抓住对称性这一特征进行分析常能出奇制胜。
5、 等效思维方法
等效思维方法是指在处理问题时,采用相同性质事物间等效替代的解题方法。两个不同的物理过程,如果在某方面、某点上或某种意义上产生的效果相同,就具有等效性。二力的作用效果等效于它的合力的作用效果;较复杂的电路可以简化为简单的串并联电路组成的,等等。当我们处理物理问题时,若甲问题难于处理,就处理与其有等效性的乙问题,从而得到相同的结果。采取等效替代,并不改变原问题的物理性质与原过程的物理实质,仅仅使求解获得最简便的途径。现在接触的最典型的等效的例子是:力的合成与分解.
6、 类比思维方法
“类比”是逻辑学的一种推理形式,就是借助于事物之间的相似性,通过比较将一种已经掌握的特殊对象的知识,推到另一种新的特殊对象的思维方法。中学物理中存在大量可以类比的问题,电流与水流,电压与水压相类比等。运用类比推理方法处理物理问题,解题时在其它方向上不能奏效,若善于联想,巧妙地用类比推理,往往可以使困难或似乎无法解答的问题变得十分简单。类比法最重要的作用在于加深对知识的理解,用熟悉的现象来理解和简化未知的。
7、守恒思维方法
守恒的观点是分析物理问题的一种重要观点,在今后的学习中显得尤其的重要,可以在各个很多地方体现!它启发我们可以从更广阔的角度认识到系统中某些量的转化和转移并不影响总量守恒。自然界里各种运动形成虽然复杂多变,但变化中存在不变,即某些量总是守恒。
(1)能量的转化和守恒
能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或从一个物体转移到另一个物体。做功的过程就是能的转化过程。如合外力对物体做的总功一定等于物体动能的变化。其中动力做功是把其它形式的能转化为动能,阻力做功是把机械能转化为其它形式的能。物体间由于温度差发生热传递。是内能的转移。
(2)动量守恒
如果没有其它力,或外力与物体之间的相互作用力比较可以忽略时,在系统内各物体相互作用过程中总动量守恒,即各物体任意时刻总动量的矢量不变(有大小和方向的量叫做矢量,比如力)。
(3)质量守恒
一定的物质形式对应一定的运动和一定的能量状态,运动是永恒的,物质是不灭的。参与变化的物体质量的总和与变化后物质质量的总和相等,这就是质量守恒的观点。
(4)电荷守恒
中性的原子由带正电的原子核和核外电子组成,决定了自然界中电荷是守恒。不带电的物体通过接触,摩擦或感应的方式可以带电,带电的物体若发生中和或电荷转移现象,电荷发生消失或减少,但正负电荷总和是一定的。
如:在原子物理中,写核反应方程,质量和核电荷数守恒。
物理思维对于物理学习有着很重要的作用,它可以加深对物理知识的理解,简化解题思路和过程,常常起到事半功倍的效果。希望在今后的学习中引起足够的重视,并在不断的联系中积累应用这些思维的经验!
|