巧用逆向思维解析初中物理问题

史锋存

【摘要】逆向思维是一种常見的创新思维方式，通过反向思考问题可以产生新的思路和方法．在初中物理学习中，逆向思维的应用可以帮助学生更好地理解物理概念和规律，提高解题能力．本文先介绍逆向思维的概念和特点，然后以案例的形式介绍逆向思维在处理初中物理问题中的应用，希望能帮助学生拓展解题思维，提升核心素养.

【关键词】初中物理；逆向思维；解题技巧

1  逆向思维的概念与特点

逆向思维是一种非常重要的解决问题的方式，它指的是通过从反方向思考问题，以寻找解决问题的新方法、新思路的一种思维方式．在中学物理解题中被广泛应用．

首先，逆向思维具有独特性．它不同于传统的正向思维，而是从相反的方向出发，思考问题的可能性．这种思维方式能够打破以往的常规思维，跳出思维定式，发现新的解决方案．其次，逆向思维具有批判性．它不仅是对问题的重新审视，更是对现有解决方案的质疑和挑战．通过批判性思考，能够发现现有解决方案的不足之处，从而找到更好的解决方案．

逆向思维的特点主要包括以下几个方面：第一，具有反常性．逆向思维常常会打破旧常规，从反方向思考问题，这种反常性往往能够带来新的思路和想法.第二，具有创新性．逆向思维常常能够发现新的解决方案，它能够打破传统的思维模式，提出新的观点和想法，从而推动创新和进步.第三，具有实践性．逆向思维不仅仅是一种理论上的思考方式，它更是一种可以应用于实践的思维方式．通过实践检验，逆向思维能够发现更好的解决方案，提高解决问题的效率.第四，具有挑战性．逆向思维需要对现有解决方案进行质疑和挑战，这种挑战性能够激发人们的探索精神，推动人们不断探索新的解决方案．

在实践中，逆向思维的应用范围非常广泛．例如，在产品设计领域中，设计师可以通过逆向思维分析竞争对手的产品，找到其不足之处，从而设计出更好的产品．而在中学物理解题中，运用逆向思维，可以从题目想要的结果入手，反推到题设条件．

2  逆向思维在处理初中物理问题中的应用

例1  请根据光路的规律及光路的可逆性，补充完整图1和图2中各光路图．

解析  根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴，分别作出对应的入射光线，如图3所示．

根据平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线的反向延长线通过焦点，指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴，分别作出对应的入射光线，如图4所示．

点评  根据折射光线及其特点出发，结合折射规律，逆向思考，可以完成光路图．

例2  某同学自制电子秤的原理图如图5所示，电源电压为12V，R0是阻值为10Ω的定值电阻，压力表为0～15V的电压表，R是压敏电阻，其阻值与所受压力大小关系如表1．（已知直杆AB∶OB=2∶1）

（1）求该电路中的最小电流是    A（忽略踏板、直杆ABO以及压杆的重力）；

（2）若压杆对R的压力为200N，当踏板上的压力增大时，压力表的示数如何变化？

（3）当电压表的示数为8V时，踏板上物体的重力为多大？

解析  （1）由数据表知，当压力为0时，电阻最大，此时电路中的电流最小为

Imin=UR总=URmax+R0=12V30Ω+10Ω=0.3A．

（2）分析表格中数据知，当踏板上的压力增大时，R的阻值减小，电源电压为12V不变，由串联电路分压原理知，R0两端的电压增大，压力表的示数变大．

（3）当电压表的示数为8V时，电路中的电流为

I=U0R0=8V10Ω=0.8A，

由串联电路电压规律知，R两端的电压为

UR=U－U0=12V－8V=4V，

由欧姆定律知，此时R的阻值为

R′=URI=4V0.8A=5Ω，

分析数据表知，每当压力增大50N，电阻减小3Ω，当R的阻值为5Ω时，

则有R′=30Ω－350F′=5Ω，

化简可知，此时的压力为F′=12503N，

由题知，AB∶OB=2∶1，

由杠杆平衡条件得F′·OA=G·OB，

物体的重力为G=OAOBF′=2+11×12503N=1250N．

点评  从已知的物理规律和公式，从结论向条件反向推导，得出求解问题的思路和方法．本题中，通过压力与电阻关联，电阻与电压关联，最终通过电压反映出了压力．可从给出的电压值反推到电阻值，进而得到压力的值．是逆向思维的巧妙应用．

例3  某烧杯中装满水后的总质量为450g，放入一合金块后溢出了一部分水，这时总质量为600g，然后再取出合金块，烧杯和水的总质量为400g，求合金的密度ρ．

解析  将合金放入杯中后溢出水的质量为

m溢=450g－400g=50g，

因水的密度ρ水=1.0g/cm3，

溢出水的体积：V溢=m溢ρ水=50cm3，

所以合金块的体积：V =50cm3；

而合金块的质量：m = 600g-400g = 200g，

合金块的密度：ρ=mV=4g/cm3．

点评  本题属于逆向思维在密度计算题中的运用．要求合金块的密度，需要知道合金的体积和质量，但题目中并没有直接给出合金的体积和质量，这就需要运用逆向思维进行思考，从放入合金前后水和杯的质量变化以及水的体积变化来求解合金的质量和体积．

3  结语

逆向思维是一种重要的思维方式，在初中物理学习中具有广泛的应用．通过逆向分析法、反向推导法、反证法等方法，可以帮助学生更好地理解物理概念和规律，提高解题能力．在实际教学中，教师应当注重培养学生的逆向思维能力，引导学生从不同角度思考问题，增强他们的创新意识和实践能力．

参考文献：

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［2］杨梅.物理解题过程中逆向思维的运用探微［J］.数理化解题研究，2022（05）：97-99.

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