高中物理解题中常用思维方法的应用研究

【摘要】物理问题往往涉及复杂的现象和概念，解题过程可能变得繁琐且充满挑战.为了提高学生在解决高中物理问题时的效率和准确率，传统的解题方法需要结合现代的思维技巧.本文介绍的逆向思维法、图象分析法和发散思维法是高效解决物理问题的关键思维工具.通过运用这些方法，学生可以更好地理解物理概念，解决看似复杂的物理问题，并有效地提高解题技巧和思维能力.

【关键词】高中;物理解题;常用思维方法

在高中物理解题中，整体思维法、图象分析法和发散思维法是三种有助于提高解题效率和准确率的重要思维技巧.整体思维法侧重于考虑系统的整体，强调能量守恒和力的平衡；图象分析思维方法通过可视化帮助理解运动和力的概念；发散思维法则致力于从多个维度和视角对特定问题进行深入分析和考量.这些方法使得解题过程更加直观、高效，有助于培养学生的全面分析问题的能力和深刻认识物理概念和规律.

1 逆向思维法

逆向思维是在解决问题时，采取与传统或直观方法不同的思考模式.这种思维方式通常要求我们从不同的角度出发，可能会更注重问题的潜在假设和预设条件，或者投入到通常被忽视的观点中.

例1 如图1所示，设有两个物体A和B相互接触并放置在一条固定的斜面上.已知它们以相同的加速度一同沿斜面下滑.若斜面与物体A和物体B之间的动态摩擦系数相同，均为μ（其中μ＜tanθ），请证明在物体A和B之间不存在弹力的作用.

图1

解题 采用逆向思维解题时，可假定物体A和B之间存在一种相互弹性作用力，设其为F.以物体A为研究对象进行受力分析（如图2所示）.在斜面平行方向上，除了弹力F和摩擦力，物体A还受到其重力在斜面方向的分力影响.

图2

根据牛顿的第二运动定律可知：mAgsinθ+F－fA=mAaA，mAgsinθ+F－μmAgcosθ=mAaA，aA=（sinθ－μcosθ）g+FmA.

再以B为研究对象，其受力分析如图3，同样根据牛顿第二定律可知：mBgsinθ+F－fB=mBaB，mBgsinθ+F－μmBgcosθ=mBaB，aB=（sinθ－μcosθ）g+FmB.

比较aA和aB，可知aA>aB，和题目条件存在矛盾，因此假设不成立，也就证明了A和B之间不存在弹力作用.

2 图象分析思维方法

在高中物理解题中，图象分析思维方法是一种常用解题技巧，通过图形可视化来帮助学生理解和分析物理问题.图象理解在实际操作、数据解读和理论模型构建中至关重要.通过物体运动描述、力的作用图示和能量变化图表展示，学生能更直观、准确地理解物理概念和规律，提升解题准确率和效率.如例题2所示：

例2 一辆卡车在恒定功率牵引下，在平直的道路上由静止出发.其中，在4分钟的时间里行驶了1800米，那么4分钟末卡车的速度为多少？

解题 物理运动问题可以通过图形分析方法进行解决.教师需要引导学生对题目中的物理量进行深入分析，识别关键信息点，从而为绘制图形提供必要的数据支持.学生需要理解在恒定功率下，卡车会进行变加速度运动，且加速度会随着时间的推移而逐渐减小.基于这一理解，学生可以绘制出反映卡车运动特性的函数图象，如图2所示［2］.

图3

针对函数图象分析，可考虑一辆卡车从静止出发，进行匀加速直线运动，在4min内行驶1800m.为简化解题，可以设定图中的距离s1=s2.这样，当卡车在4min结束时的最终速度v可以通过以下方程计算得出：v=2×st.

其中，s代表卡车行驶的总距离，t代表所用的总时间.代入给定的值s=1800m，t=4min（即240s），可以计算出卡车在4min末的速度v：v=2×18004×60m/s=15m/s.

3 发散思维法

发散思维可以描述为一种综合性思维策略，它致力于从多个维度和视角对特定问题进行深入分析和考量.这种思考过程强调了对某一主题的基本特征和核心要素的深刻理解.通过广泛的关联和比较，发散思维的运用能够引导出一系列解决方案，从而实现对于问题的多方法求解，如例3：

例3 一物体垂直向上抛出，在忽略空气阻力的情况下，当该物体通过其发射点上方0.4m的位置时，测得其速度为3m/s.问这一物体在下落过程中，当通过发射点下方0.4m的位置时，其速度是多少？（已知重力加速度g=10m/s2）.

解题 此题可从多个方面入手求解：

解法1 设在到达抛出点上方0.4m处时，物体仍具备上升高度为h的能力.

则：h=v202g=322×10m=0.45m，

在物体从最高点自由下落的过程中，当其高度降至H=（0.45+0.4+0.4）m时，其速度为：v=2gH=2×10×1.25m/s=5m/s.

解法2 假设定位移h1=0.4m，瞬时速度为v1，设定位移h2=－0.4m，瞬时速度为v2，则：v21=v20－2gh1，v22=v20－2gh2，32=v20－2×10×0.4，v22=v20－2×10×（－0.4），v21=v20－2gh1，v2=5m/s.

4 结语

综上所述，通过运用逆向思维法、图象分析思维方法和发散思维法等多种思维技巧，学生可以更加高效和准确地解决高中物理题目.这些方法的成功应用不只在于它们能够简化求解问题的过程，也在于它们有助于学生综合运用物理概念，深入理解物理现象，从而培养出更为全面的思维和解题技巧.因此，在高中阶段高效地解决物理问题，不仅取决于对知识点的掌握程度，更在于能否灵活运用多种思维方法，这对学生未来的学习和生活都有着积极的影响.

参考文献：

［1］马文华.高中物理解题思维方法的探究与运用的分析［J］.科学咨询（教育科研），2021（09）：245-246.

［2］尚洪汉.常用思维方法在高中物理解题中的应用［J］.新课程，2021（12）：129.

［3］刘震.常用思维方法在高中物理解题中的应用［J］.数理化解题研究，2021（18）：67-68.