浅析几种常用的物理解题思想及方法

王沛雯 沈志容 王泽佩 李太华 胡建强

（西南大学物理科学与技术学院 重庆 400715）

浅析几种常用的物理解题思想及方法

王沛雯 沈志容 王泽佩 李太华 胡建强

（西南大学物理科学与技术学院 重庆 400715）

中学物理解题中，涉及到多种解题方法，如：图像法、隔离法、整体法、等效法、对称法、极限法、假设法、类比法、微元法……等等。因此在物理学习的过程中，要重视解题过程的思维方法训练，使知识和能力实现新的飞跃。

解题方法；思维训练

1.图像法

根据题意把抽象的物理过程用图线表示出来，将物理量间的代数关系转化为几何关系，运用图像直观、简明的特点，分析解决物理问题，则可达到化难为易、化繁为简的目的。

例题1：一个固定在水平面上的光滑物块，其左侧面是斜面AB，右侧面是曲面AC，如图1所示。已知AB和AC的长度相同。两个小球p、q同时从A点分别沿AB和AC由静止开始下滑，比较它们到达水平面所用的时间：

A. p小球先到

B. q小球先到

C. 两小球同时到

D. 无法确定

【分析与解答】

可以利用v-t图像(这里的v是速率，曲线下的面积表示路程s)定性地进行比较。在同一个v-t图像中做出p、q的速率图线，如图所示。显然开始时q的加速度较大，斜率较大；由于机械能守恒，末速率相同，即曲线末端在同一水平图线上。为使路程相同（曲线和横轴所围的面积相同），显然q用的时间较少，故选B。

2.整体法和隔离法

物理习题中，所涉及的研究对象往往不是一个单独的物体、或单一的孤立过程。如果把所涉及到的多个物体、多个过程作为一个整体来考虑，这种以整体为研究对象的解题方法称为整体法；而把整体的某一部分(如其中的一个物体或者是一个过程)单独从整体中抽取出来进行分析研究的方法，则称为隔离法。

例题2：如图2所示，质量为2m的物块A和质量为m的物块B与地面的摩擦均不计.在已知水平推力F的作用下，A、B做加速运动。A对B的作用力为多大?

【分析与解答】

取A、B整体为研究对象，其水平方向只受一个力F的作用

根据牛顿第二定律知:F＝（2m＋m）a

取B为研究对象，其水平方向只受A的作用力F1，

根据牛顿第二定律知：F1＝ma 故A对B的作用力F1＝

3.等效法

“等效”思想是研究和解决物理学问题的一种很重要的思想。“等效”是指从效果相同出发，对所研究的对象提出一些方案进行研究的一种方法，以简化求解过程。如力学中合力和分力的等效代替，运动学中的合运动和分运动的等效代替、电学中电路的等效以及物理模型的等效和物理过程的等效。

例题3：半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一个质量为m、带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场.如图3所示。珠子所受静电力是其重力的倍。将珠子从环上最低位置A点静止释放.则珠子所能获得的最大动能Ek＝？

图3

【分析与解答】

从等效场的角度分析，珠子在运动中所受到的电场力和重力均不变，把电场和重力场叠加，重力mg和电场力Fe的等效场力F=mg，方向与重力夹角。

如图4所示。图中DOCB是等效场力的方向。显然，珠子在达到图中的位置B时，具有最大的动能.这一动能值为自A至B过程中等效场力F对珠子所做的功

故小珠运动到B点时有最大动能

图4

4.极限思维法（外推法、特殊值检验法）

极限思维法——指将一般条件下得出的物理规律和结论，外推到极限值（最大值、最小值或是确定其范围的边界值等一些特殊值）下进行分析、讨论、推理和检验的方法.

例题4：一辆汽车拉着一辆拖车在平直公路上行驶，汽车的牵引力是F＝8970N，汽车和拖车的质量分别是ml＝5000kg和m2＝2500kg，所受的阻力分别是fl＝980N和f2＝490N，求它们的加速度和汽车之间的拉力？

【分析与解答】 先将汽车和拖车作为整体，受力情况如图5所示：

取汽车前进方向为正方向，根据牛顿第二定律得：

再将汽车和拖车隔离开来分析。

汽车受牵引力F、阻力fl和拖车对它的拉力T和f2，如图6、7所示。根据牛顿第二定律分别对汽车和拖车列出方程.

汽车F一T一fl＝mla ①

拖车T′一f2＝m2a ②

T和T′是一对作用力和反作用力，大小相等.所以对拖车可以写成：T－f2＝m2a ②'

把a的数值代入②'解得T＝f2＋m2a＝490＋2500× 1＝2900（N)

把①②联立求解，也可以分别解出T和a

5.对称法

有很多物理现象都具有对称性，如：竖直上抛运动的对称、振动过程的对称、某些电路和光路的对称……等等.物理解题中会用到对称性的思考方法.

例题5：如图8直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场.正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场（电子质量为m，电荷为e），它们从磁场中射出时相距多远？射出的时间差是多少？

【分析与解答】

正负电子的半径和周期是相同的.只是偏转方向相反.先确定圆心，画出半径，由对称性知：射入、射出点和圆心恰好组成正三角形.所以两个射出点相距2r，由图还看出经历时间相差5T/6－T/6＝2T/3.

6.综述

物理学中的思想方法，是求解物理问题的根本所在，认真研究总结物理学中的思想方法、策略技巧，并能在实际解题过程中灵活运用，可收到事半功倍的效果。

[1]杨道兰.高中物理解题的思想、方法例析[J].技术物理教学，2012（03）：104-105.

[2]魏淑红.物理解题方法探讨[J].考试周刊，2009(33)：174.

TP1

A

1009-5624（2016）05-0150-03

王沛雯（1996.02-），女，汉族，河南南阳人，本科在读，西南大学物理科学与技术学院，研究方向：物理科学。