高中物理解题中常用思维方法的运用分析

陈斌

高中物理解题的精髓在于透过一个个物理现象，揭示出其内在的本质，得出正确答案.因此，物理问题的解决和学生的思考方法有密不可分的联系，掌握常用的物理解题思维方法，往往可以在解题过程中快人一步.

一、整体和隔离的思维方法

在解答物理问题过程之中，使用整体和隔离思维思考物理问题，是高中物理解题中的常用思维方法.这种解题思维方法特点是不在问题的细枝末节处做过多的纠结，把互相之间存在联系的物体或运动过程看做是一个整体进行解析.而隔离思维就是将某个物理系统或是运动过程进行分解，形成几个部分，再开始分析它们之间的物理关系.很多物理题在解答过程中都要使用先整体再隔离的思维方法.首先整体同外界的物理关系需分析明确，得知题中的隐藏条件，并以此找到等量关系式.再逐一隔离分析，得出最终结果.这便是整体和隔离思维常见的解题套路.

例图1所示质量为m的物体一端系在轻质绳OA的一端上，在粗糙水平杆NH的圆环上，系着轻质杆OA的另一端.现有水平作用力F拉OA上的某一点，使M慢慢上升到图1中虚线的地方，圆环位置保持不变.问在以上运动过程之中，拉力F、圆环和横杆之间产生的静摩擦力f以及圆环与杆之间产生压力N的关系是

A.F变大，f不变，N逐步变大B.F和f都增大，N不变

C.F和f都变小，N不变D.F变小，f增大，N变小

整体考虑N与f的大小变化，由图可知，物体m在竖直方向受到重力和支持力N，因为重力不变，所以支持力N也无变化.此时物体静止，所以F和f的大小相等，方向相反.思考拉力F的变化时，可考虑隔离m，因为绳受到的张力在竖直方向的分力就是m的重力，水平方向的分力就是F，因为角θ在运动过程当中逐渐变大，因此F变大，同时f也变大.

二、归类和转化的思维方法

构建物理模型是解决某些物理问题的关键核心，在解答这一类的有关物理问题时，往往可以依照有关物理问题彼此之间相互关系，从而构建相关的物理模型，进行分门别类，分别认知它们的属性.再使用相关的解题技巧，巧妙转化为已学知识，找到问题的突破口，各个击破，从容解答.

例两个小球通过永不可拉伸的细线进行连接，且两小球的质量完全相等，将两小球放置匀强电场当中，场强为E，小球1与小球2均带正电，电量分别是Q1和Q2，且Q1>Q2，现将细线拉直并且让细线与电场方向相互平行，如图2所示，如果把两个小球同时由静止状态进行释放，在释放后细线的张力为T计算重力与两个小球之间的库伦力.

此题初看是一道电学问题，但实际上在明确小球1与小球2拥有共同的加速度，并且受到的外力同为E（Q1+Q2）之后，就可以将这道题变成和力与加速度相关的力学问题了.使用牛顿第二定律以及简单的物理受力分析就可以轻松解决这一问题.

三、巧用正向与逆向思维

正向思维就是按照物体运动过程，即从运动开始到运动结束这一过程思考问题.而逆向思维则是从反方向去思考，将问题倒过来.绝大多数学生往往都在使用正向思维，但在解答需要逆向思维的问题中却缺乏相应训练，但有相当数量的物理习题，若使用逆向思维解答此问题，过程会被大大简化.

例在高速公路上，某卡车匀速行驶，制动后，经过9秒方才停下，若这辆卡车在最后的一秒钟运动距离为3米，则求卡车制动时的加速度以及匀速行驶时卡车的速度.

如果这道题按照正向思维进行思考，大多数学生会无从下手.因为正向思维解题过程相当复杂，但是如果把卡车的运动反着进行思考，则可以将卡车制动这一过程当做初速度等于零的匀加速直线运动的反过程，在卡车制动的最后一秒产生的位移当做是匀加速运动第一秒的位移，卡车在匀速行驶过程中的速度也可以看做卡车变为匀加速运动的末速度.再使用相关的运动学公式就能轻松解答出这一道问题.

四、代换和推理思维

有一些物理考题，若老老实实完全依照常规的解题思路和解题思维方式进行计算，不但运算过程相当复杂，过程极为冗长.更重要的是特别容易在运算过程当中出现纰漏，采用代换和推理的思维方式，抓住物理量的不变性和相同物理过程之中各部分一样的物理量，把一个棘手的物理问题转化成熟悉物理问题的常用物理模型，从而进行等效处理，往往能达到出其不意的好效果.如此可以做到由难变易，由繁变简，从而真正提高解题效率和做题速度.

例一个物体在斜面底部冲到足够长的斜面之后又原路返回斜面底部，目前已知该物体的初始动能为E，该物体返回斜面底部的速度大小为v，克服摩擦力过程中所做的功为0.5E.如果该物体冲上斜面的出动量增加到2E，那么该物体回到斜面底部时，该物体的动能、速度以及克服摩擦力所做的功是多少？

处理这一类问题的过程当中，可以将2E代替为E1，通过题目推理可得，物体返回斜面底部时克服阻力做的功为0.5E1，即为E.在物体回到斜面底部时的动能也是E，从题中给出的条件E=mv2可以知道物体到斜面底部是的速度v1是满足v1=2v的.

五、发散思维与多角度思考

高中物理的学习目的不是解答更多的物理问题，物理教师需要明白学习高中物理的真正目的是依靠解答物理问题加深巩固自己所学习的物理知识，培养学生创新性思维能力.因此，物理解题思维方式中，发散思维和多角度思考问题自然而然成为了物理解题常用思维方法中的重要方法之一.对于很多物理问题，老师应指导学生朝着不同的方法、不同的角度、不同的思维进行思考分析，用发散思维和多角度思考的方式寻找最为简洁的物理解题方法，养成相似题型的思维习惯.从而找到最简便的解题途径，让自己能在争分夺秒的高考当中快人一步.

例如图3，小球沿着水平面通过o点并进入了半圆轨道，其中半圆轨道的半径为R，若小球可以刚好达到最高点P，并落回水平面，忽略一切阻力，如果把半圆轨道顶部的14个圆截掉，其与条件均无变化，则在此时，小球可以飞到的最高高度能超过P多少？

这道题的解题方法其实有很多，牛顿第二定律、机械能守恒定律与动能定理都可以解决.但使用三种方法解决这道问题之后，可以发现，使用机械能守恒定律在解答这道问题时可以免走很多弯路，相较于其他的解题方式，机械能守恒定律优势明显.

正确引导学生在物理解题过程当中有清晰的思维脉络，灵活掌握各种物理题常用的思维方法，才可以让学生在今后解答物理题过程中无往不利、占尽先机，解题效果亦可事半功倍.