高三物理总复习物理中的科学思维方法和解题中的策略方法与技巧

1、学习必备欢迎下载高三物理总复习物理中的科学思维方法和解题中的策略、方法与技巧（转载）一、 物理中的科学思维方法对同一个物理问题，采用不同的方法来解决，其繁简程度可能会有很大的区别。如果遵循一定的科学思维方法， 掌握正确的研究物理问题的思路， 则会收到事半功倍的效果。下面就通过对一些典型问题的分析，介绍物理模型法、对称法、等效法、逆向法和极端思维法等常用的基本科学思维方法。1、物理模型法物理模型是一种理想化的物理形态， 是物理知识的一种直观表现。 模型思维法是对研究对象加以简化和纯化，突出主要因素、忽略次要因素，从而来研究、处理物理问题的一种思维方法。 从本质上讲， 分析和解决物理问题的过程，

2、就是构建物理模型的过程， 我们平时所说的解题时应“明确物理过程”、 “在头脑中建立一幅清晰的物理图景”，其实就是指构建物理模型。物理模型一般可分为两大类，即实物模型和过程模型。实物模型大致上有：质点、单摆、理想气体、点电荷、电阻、匀强电场、匀强磁场等等；过程模型大致上有：匀速直线运动、 匀加速直线运动、 竖直上抛运动、 平抛运动、圆周运动、简谐振动、等温过程、等容过程、等压过程、电磁感应现象等等。 在实际运用中，过程模型使用更多。*例 1：如图所示，竖直放置的平行金属板，两板间距为 0.1 米，极板间电势差为 103伏，一个质量为 0.2 克、带电量为 10 7库的小球用 0.01 米长的绝缘

3、线悬挂于 O 点。现将小球拉到与绝缘线呈水平位置的 A 点后放开，小球运动到 O 点正下方的 B 点时线突然断开，以后小球恰能通过 B 点正下方的 C 点。求 BC 间的距离。（g10 米 /秒2）解析：带电小球从 A 点开始作圆周运动到 B 点，用动能定理可得它过 B 点时的水平速度 v，即：mgL qUL/d mv2 /2，线断后，它在水平方向作匀减速运动，可得运动时间 t，即： t2v/a 2vdm/qu ，同时，它在竖直方向作自由落体运动，可的： HBC gt2/2 g(2vdm) 2 /2(qU) 2 ，代入数据，即得 HBC 0.08 米。点评：本题中小球从 B 到 C 的运动是曲

4、线运动，把它分解后，即可运用匀变速运动的过程模型来求解。2、对称法对称法是从对称性的角度研究、 处理物理问题的一种思维方法， 有时间和空间上的对称。它表明物理规律在某种变换下具有不变的性质。 用这种思维方法来处理问题可以开拓思路， 使复杂问题的解决变得简捷。 如，一个做匀减速直线运动的物体在至运动停止的过程中， 根据运动的对称性， 从时间上的反演， 就能看作是一个初速度为零的匀加速直线运动， 于是便可将初速度为零的匀加速直线运动的规律和特点，用于处理末速度为零的匀减速运动，从而简化解题过程。*例 2：将一个小球从离开竖直墙壁 40米处地面上的 A 点，以初速 v0斜向上抛出，要使它水平击中墙上

5、 20 米高处的 B 点，求 v0 的大小和方向。解析：该问题可以利用小球运动在空间上的对称性来解决， 即可以设想小球从墙上的 B 点以某一初速 v 水平抛出，它能击中地面上的 A 点。从已知条件即可很方便地求得 v，再去求斜抛运动的初速 v0。点评：物质世界中存在着许多对称的现象，如：单摆振动时，摆球在竖直线点评：这里利用了力的合成与分解的可逆性来解题。思考，求解摩擦力就显得方便了。5、极端思维法学习必备欢迎下载左右两侧的运动是完全对称的；通电直导线周围的磁场分布是关于导线对称的，等等。客观现象的对称性也必然会在物理规律中反映出来。 我们要做的只不过是把它们找出来。3、等效法等效法是从效果等

6、价的角度把复杂的物理现象、 物理过程转化为简单的现象、 过程，从而来研究和处理物理问题的一种思维方法， 它是物理学研究的一种重要方法。在中学物理中，合力和分力、合运动和分运动、电路中的等效问题以及平均值、有效值等概念都是根据等效的观点来引入的。 它对灵活运用知识、 促使知识、技能和能力的迁移，都有很大的帮助。大多物理概念的建立， 可以说是运用某种等效思维方法研究物理问题的结果。 如平均值概念的引出， 是将某个变量等效地看作常量。 这样，就把一个某特征量变化的问题等效成该特征量保持“恒定不变”的问题。例3：如图所示，电路中的 E、 r、R1 、R2都未知，当在它的输出端 a、b 间接一个电阻 R

7、x 时，测得通过 Rx 的电流情况如下：当 RxRx1 10 欧时， IxIx1 1安；当 RxRx2 18 欧时， IxIx2 0.6安。试问接入的电阻 Rx（设为 Rx3）取多大的值时， Ix 为 0.1 安？解析：因为电路中的 E、r、R1、 R2虽然都是未知的，但它们也是确定的，变化的只是 a、b 两点右边的电阻，从而引起 Ix 的变化。所以我们可以把 a、b两点的左边电路等效为一个新的电源， （注）其电动势为 E ，内电阻为 r ，通过已知条件，可以求得 E 12 伏， r 2欧，再根据闭合电路欧姆定律，求得当Rx3118 欧时，Ix3 0.1 安。（注：经严格的证明在上述情况下可以

8、等效为一个新的电源）点评：电路中的等效问题是很常见的，如等效电阻、等效电路，在一些特定的情况下，电源也是可以用等效法的思路来解决。4、逆向思维法逆向思维法是在解决问题的过程中有意识地去做跟一般顺向 （正向）思维方向（由头至尾、由此及彼、由因到果等）相反的探索，即从跟常规顺向思维相反的方向（由尾至头、由彼及此、由果到因）去研究、处理物理问题的一种思维方法。它是属于具有创造性的一种思维方法， 运用它往往能使我们另辟蹊径， 有效地找到解决问题的钥匙。 在中学物理中， 常常涉及到的逆向思维的依据有： 运动形式的可逆性、时间反演的可逆性、 力的合成与分解的可逆性、 高中物理涉及的热学过程的可逆性等等。例

9、 4、 将某种材料的长方体锯成 A、B、C 三个物体，然后再对拼在一起放在光滑水平面上，如图所示。已知 mAm B1千克， mC 2千克。现用 8牛的力 F 从正面推 C，使得 A 、B、C 组成的长方体保持矩形的整体沿力的方向平动。试求运动中 B 与 C 间的静摩擦力的大小和方向。解析：将 A、B、C 视为整体，应用牛顿第二定律， 得整体的加速度为 a F/（mA mB mC） 2米/秒 2。选 B 为研究对象，它只受到 C 对它的作用力，其大小为：FCB mBa 4牛，方向与 B、C 接触面成 60°。按正交分解方法， 不难得 B、 C 间静摩擦力大小为 fCBFCB cos60

10、 0 2牛，其方向与 FCB 成60 °。由于把问题情景倒过来进行极限思维法是将问题推向极端状态进行分析或借助数学手段求取物理量极值的学习必备欢迎下载一种研究、处理物理问题的思维方法。 这种方法对分析、 综合能力和应用数学工具解决物理问题的能力要求较高， 一旦运用得恰当， 能简化问题的中间过程， 加快分析、解决问题的速度。 其运用既是教学中的难点问题， 又是高考中的热点问题。在中学物理教学中，常常涉及到的极值计算有：分析物理过程求取极值；利用二次函数求取极值；利用不等式求取极值；利用物理图像求取极值等。例5：如图所示的电路中， 闭合开关 S，调节有关电阻使电流计的读数为零，这时：（）

11、A、 若 R1增大，则 G 中的电流从 a 到 b。B、 若 R2增大，则 G 中的电流从 a 到 b。C、 若 R3减小，则 G 中的电流从 a 到 b。D、若 R4 减小，则 G 中的电流从 a 到 b。解析：可用极端思维法来解决，既然 R1、R2 增大，就让它们断开，这样就很容易得出选项 B 是正确的；既然 R3、 R4减小，就让它们短路，同样也很容易得出选项 D 是正确的。点评：把对问题的分析推向极端情况，常会收到事半功倍的效果。小结：上面从五个方面简要介绍了研究物理问题的基本科学思维方法， 它们应有益于加深对物理知识的理解、 巩固和提高灵活应用知识的能力， 对高中物理总复习起到有益的

12、作用。二、 物理解题中的策略、方法和技巧在解决物理问题时， 正确的解题策略、 方法和技巧可使问题化繁为简、 化难为易。就物理解题而言， 在许多情况下， 不同的学生在物理解题上的差异， 有时并不主要在于知识掌握上的差异， 而是在于运用解题策略、 方法和技巧上的差异。 以下就有选择地介绍几种物理解题中最基本、 最常见、也很有效的策略、 方法和技巧，如等效变换、反证法、时间反演、反客为主、数形结合、以虚求实、特殊化和一般化、隔离法与整体法等。1、等效变换所谓等效变换， 就是根据等效思维方法， 从某种特定的意义上， 在保证效果相同的前提下，将陌生、复杂的问题变换成熟悉、简单的问题的一种方法。例：如图，

13、一条长为 L 的细线上端固定，下端拴一个质量为 m 的带电小球。将它置于水平向右、场强为 E 的匀强电场中，已知当细线离开竖直位置偏角时，小球处于平衡状态。（ 1）若使细线的偏角由增大到，然后将小球由静止释放，则应为，才能使细线到达竖直位置时小球的速度刚好为零。 （2）若很小，那么（ 1）问中带电小球由静止释放再到达竖直位置需要的时间为。解析：带电小球所受的重力和电场力都是恒力， 可合成为“等效重力”，即 mg mg/cos ，其中的“等效重力加速度” g g/cos ，方向与竖直方向成角。 则在（1）中，就可根据重力场中单摆振动的特点，得： 2；在（ 2）中，由于很小，则在“等效重力场”中，

14、只要用“等效重力加速度” g 代替单摆的振动周期公式中的 g 即可，而所求的时间 t T/2 。2、反证法反证法是从否定要论证的论题的反论题出发， 进行合理的推理， 得出矛盾，从而肯定要论证的论题的一种间接论证的方法。例：半径为 r、电阻为 R 的闭合金属圆环垂直磁场放置，磁感强度 B 随时间均匀增大，即 Rkt，图中 C、 D 所对圆心角为 90°，试确定 C、D 之间的电势差UCD ？学习必备欢迎下载解析：用计算来求 UCD 也可，但常会算错。如用反证法，则很快就行。在图中左边的圆环上任取一点A，若认为 D 点电势比 C 点高，则 A 点的电势就比 D 点高，而 C 点的电势就比

15、 A 点高，这样就会得到 C 点的电势反而比 D 点高了，这就与原先的假设相矛盾，因此，只能得出 UCD0的结论。3、时间反演任何物理事件的发生和发展都有一个时间的序。 有时，按事件发展的实际顺序思考问题比较困难， 而设想时间倒流， 使物理过程倒过来进行， 这往往可使问题的求解变得十分方便。例：有一个由斜面和竖直放置的半径为2.5 米的半圆环组成的光滑轨道，如图所示。现要想在平地上抛出一个小球，使它在半圆环的最高点 A 处平滑而无碰撞地进入环形轨道， 再沿斜面上升到 10 米的高度，应在平地上何处，以何速度，多大抛射角抛出小球？（ g10 米/秒2）解析：据题意，可设想时间反演。若将小球由 B

16、 点释放沿斜面下滑，经 D 点到 A 点作平抛运动，恰好落到 C 点，则由机械能守恒，设 h 10m ，对于由 B到 A 的过程： mgh mg2R mv A2/2。由 B 到 C 的过程中， mgh mv C 2/2。小球由 A 点作平抛运动到 C 点，则按平抛运动规律： SCD vAt 和2R gt2 /2。联立求解以上方程即可得出：小球应在平地上距D 点10m 处，以 14.1m/s 的初速度v0，与水平方向成 45°角抛出。4、反客为主就是改变问题中不同事物的主次地位， 把原来处于相对次要地位的事物突出出来，成为我们的主要研究对象。例：如图所示，一人站在车厢中向左推着车厢侧壁

17、，车厢向左以加速度 a 做匀加速运动。试判断人对车厢做功的正负： 。解析：因为人对车厢的作用力有手的推力和脚的压力、 摩擦力，其中压力不做功，但脚的摩擦力方向如何？手和脚的作用力哪个大？一时难以看出。因此，先思考一个相反的问题， 即判断车厢对人做功的正负， 因为人做加速运动， 车厢对人做正功，且人和车厢之间没有相对位移， 人对车厢做的功与车厢对人做的功大小相等，一正一负，由此即可推知，人对车厢做负功。5、数形结合许多物理关系既可用代数式表达， 也可用图形或图象来表达。 如，一定质量的理想气体等温变化的规律可以表达为 PV 常量，也可以用等温线描绘。这使许多物理习题既可以用代数的方法， 也可以用

18、图象、 图形的方法来求解。 物理解题中的数形结合，就是指在求解时，交替运用代数式和图形、图象等工具，并使它们协同统一，以使问题获得最为顺利的解决。在解决具体的问题时， 要善于充分挖掘问题中隐含的数与形的因素， 注意以数思形，由形想数，数形对照，相互渗透。例：光滑地面上放有质量为 M、长为 L 的木板，木板左端放有质量为 m 的小铁块，如图（ a）所示，当铁块以初速度 v0向右滑动，滑到木板右端时恰好与木板保持相对静止，且有共同速度 v1。现将木板均分为二，总质量和总长度保持不变，如图（ b）所示，若铁块仍以初速度 v0向右滑动，则：（）A、铁块将在第 2块木板上与木板保持相对静止，有共同速度v

19、2，且 v2v1。B、铁块将在第 2块木板上与木板保持相对静止，有共同速度v2，且 v2v1。C、铁块将滑出第 2块木板。D、图（ b ）中损失的机械能小于图（ a）中损失的机械能。学习必备欢迎下载解析：用 vt 图来解决，在图（ b ）中，由牛顿第二定律可知，当铁块滑上木板 2时，木板的加速度将增大为原来的 2倍，即图中 ED 段直线的斜率所示， 图中梯形 ACEO 的面积应等于三角形 CEB 的面积，即木板 1、2的长度相等， 现可知，铁块滑到 vt 图中的 D 点时，就与木板 2相对静止，有共同速度 v2，而木板 1从 E 点开始以 v 作匀速直线运动。因此，很容易就知选项 A、D 是正确的。6、以虚求实在求解一些较为复杂的问题时， 由于干扰因素太多， 使我们难以对事物的前景作出正确的判断。这时，我们