靳国亮
〔摘要〕物理计算题是物理规律、公式的具体应用,也是应用物理基本概念对相关物理量的关系进行判断的过程。所以,能否顺利的解答各种类型和难度的物理计算题,是是否全面掌握相关物理知识的体现。
〔关键词〕物理计算题方法
物理计算题是物理规律、公式的具体应用,也是应用物理基本概念对相关物理量的关系进行判断的过程。所以,能否顺利的解答各种类型和难度的物理计算题,是是否全面掌握相关物理知识的体现。笔者结合自身的教学实践浅谈如下一些计算题的解题方法:
1常见的解答物理计算题的方法
1.1隔离法和整体法。隔离法是将物理问题的某些研究对象或某些过程、状态从系统或全过程中隔离出来进行研究的方法。
整体法是对物理问题的整个系统或过程进行研究的方法。包括两种情况:一是整体研究物体系,一般不涉及系统中单个物体的物理状态;二是整体研究运动的全过程,此时所求的物理量往往只涉及整个物理过程。
整体法和隔离法是解决动力学关系、动量关系、能量关系等一系列问题的重要思想方法,尤其是求解连接体问题中的加速度和相互作用力以及分析碰撞、做功等问题中的动量关系和能量关系时,应灵活使用隔离法和整体法解题。
隔离法和整体法的选择是有原则的。在动力学问题中,求各部分加速度相同的连接体的加速度或合外力时,优先考虑“整体法”。如果还要求物体之间的相互作用力,再用隔离法,且一定要从要求作用力的那个作用面将物体进行隔离。如果连接体中各部分加速度不相同,一般选用“隔离法”。
在研究单个质点的动量、能量变化时,首选隔离法。研究系统的动量、能量关系时,一般综合运用整体法和隔离法解题。运用整体法,只需考虑外力不考虑内力;运用隔离法,隔离的目的是将内力转化为外力。
1.2类比法。类比法是根据两个类比对象的某些相同或相似的规律来推断它们在其他方面也存在相同或相似规律的一种推理形式和思维方法.也可以说,类比法就是由特殊到特殊(从个别到个别),从一般到一般的推理方法。类比实际上是一种从对象间已知的同一性、相似性向对象间未知的同一性、相似性推理的过程,它是在两个对象或两类对象之间进行的。
类比是科学研究中的一种重要思维方法,运用类比方法可以理解概念、掌握规律;可以定义物理量、消除模糊认识;可以培养思维的灵活性、处理相关联的问题;还可以减少数学知识迁移过程中的错误。
运用类比法解题是近年来高考的热点、难点和重点。在应用类比法时,有现象类比、过程类比、模型类比、方法类比、结论类比。高考试题的情境比较新颖,即所谓的“生”题,许多考生往往无从下手,但只要冷静下来分析、思考,应用类比法将学过的旧知识迁移到新的情境中去,问题往往就容易解决了。在平时的训练中,应利用类比法抽象出物理模型,确定隐含条件。
1.3微元法。微元法是从事物的极小部分入手分析,达到解决整体问题的方法。微元法的操作基础是隔离法,基本工具是数学中的有关近似、极限、数列以及几何、三角中的有关知识。
在物理学中,微元法所选取的微元可以是物体的某一微小部分,也可以是物体运动过程的一个微小阶段。微元法有自己的独到之处:从应用范围来看,微元法只是隔离微小的局部;从研究目的看,微元法则着重以小见大,从局部细节人手,寻找普遍的(或整体)规律;从处理方法上看,微元法选取的微元常常必须保留表征物理本质的大小、形状等等,只是在考虑力学关系时可看做质点,从而使之成为近似得最好的物理模型或时、空、物的理想状态。
微元法的思维方法在中学物理中应用很多,主要表现在建立概念、理解规律、开拓解题思路等方面。微元法主要有两种类型:一是独立微元法,二是微元累积法。在运用微元法解题中,如果只需取某一微小元素研究,运用规律即可求得终解,这就是“独立微元法”;若是先研究个别微元,然后将其所具有的性质通过叠加、递推、归纳等方法广及所有微元方得终解,这就是“微元累积法”。
2高中物理计算题的答题注意事项
高中物理计算题不像初中物理试题那样题设简单、清楚、直接,而是物理过程复杂、理论深奥、题设隐蔽性强。因此,物理计算题的答题须注意以下事项:
2.1仔细审题,明确题意。每一道计算题,首先要认真读题,弄清题意。审题是对题目中的信息进行搜索、提取、加工的过程。在审题中,要全面细致,特别重视题中的关键词和数据,如静止、匀速、恰好达到最大速度、匀加速、初速为零,一定、可能、刚好等。然后建立起完整准确的物理情景和模型,还常常要通过画草图展示物理情景来帮助理解题意,保证审题的准确性。
2.2敢于做题,贴近规律。立足于数学方法,解题就是建立起与未知数数量相等的方程个数,然后求解。首先应由题目中的物理现象及过程所对应的或贴近的物理规律,建立主体关系式。然后,根据物理过程建立题意所提供信息的纵向、横向的相互联系和相互制约关系。
2.3敢于解题,深于研究。遇到设问多、信息多、过程复杂的题目,在审题过程中,若明确了某一阶段的情景,并列出了方程。要敢于先把结果解出来,这对完全理顺题意起着至关重要的作用。
2.4重视规范,力争高分。解题规范化的具体要求:书写清楚,规律方程原始准确、条理规范,文字符号要统一,单位使用要统一,作图要规范,结果要检验(是否符合物理实际和物理规律),最后要有明确结论。弄清楚哪些是已知条件,哪些是未知条件,最后结果必须用已知条件或要求的字母表示。
作者单位:河北省临漳县第一中学