突破思维障碍 巧解物理难题

王怀鹏

[摘   要]高中物理題型复杂多变，部分习题涉及的物体运动过程复杂，对学生的思维能力要求较高，不少学生百思不得其解，成为学生学习物理的拦路虎。为帮助学生攻克物理难题，树立解题自信心，教师可围绕具体例题，与学生一起分析难题难在何处，帮助学生突破思维障碍，将陌生问题转化为熟悉的问题，让学生迅速找到解题突破口，从而提升学生的物理解题能力。

[关键词]高中物理;难题;思维障碍;突破

[中图分类号]    G633.7        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2020）29-0050-03

部分学生解答物理习题时感觉难度较大，主要有以下原因：其一，对高中物理基础知识的理解不够深入，思维不够灵活;其二，对物体运动过程认识不清，无法及时调动头脑中的物理知识，或思维受限，采用的解题方法较为烦琐，导致半途而废。为避免出现上述情况，教师教学中应该注意帮助学生突破思维障碍，具体可以在平时教学中，重视学生的思维训练，注意解题思路方法的讲解，并让学生能够举一反三，拓展其思维，给其解答物理难题带来良好的启发。

一、借助几何思维，巧解物理难题

高中物理与数学知识联系紧密，尤其是部分难题，借助几何知识进行分析，能很快找到参数之间的关系，准确构建相关方程，进而顺利求解。教学中应通过引导，使学生认识几何知识的重要性，尤其要注意通过习题讲解以及日常训练，提高学生运用几何思维解答物理难题的意识，总结运用几何思维解答物理难题的技巧与方法，使其在解题中少走弯路，提升解题效率。

【例1】一斜面A在水平面上固定，一细线左端与水平面平行连接于墙面，右端通过滑轮与斜面水平且静止的物块B相连。已知斜面A的倾角为[α]，A、B的质量均为m。某一刻A不再固定，A和B均做直线运动。忽略所有摩擦，重力加速度为g。（1）A滑动x位移时，求B的位移;（2）A滑动x位移时，求其速度vA。

该题的情景并不复杂，但部分学生对两个物体的运动情景分析不够清楚，无法找到两个物体位移之间的关系，导致无从下手。对两个物体进行受力分析，如图2-1，根据运动的合成与分解知识，绘制矢量三角形图形，结合图形不难求解。设物体A的位移为x时，B的位移大小为s，则其位移的矢量三角形，如图2-2所示。

通过该题目的讲解使学生认识到一些高中物理习题看似难度较大，但只要明确物体的运动情况，借助几何知识寻找参数之间的关系，便不难求解。

二、借助降维思维，巧解物理难题

高中物理部分习题创设的情境属于三维情境，解题时需要借助降维思维，将三维情境转化为二维情境，以便学生分析相关参数。为使学生能够顺利求解该类难题，教学中一方面要借助多媒体技术为学生动态展示转化过程，在增强学生空间立体感的同时，帮助学生构建三维与二维之间的联系。另一方面，重视相关例题讲解，使学生体会降维思维的具体应用，使其能够借助降维思维打开相关物理难题的解题思路，帮助学生树立解题自信心。

【例2】如图3-1，一半径R为20 cm，质量M为20 kg表面光滑的实心圆球B通过长L为30 cm的细线悬挂在墙面上。在墙面与球接触的中间放置一厚度[Δ]h为10 cm，质量m为2 kg的正方体小物块A，其与墙面的动摩擦因数[μ]为0.2。某一时刻将一外力施加给物体A，使其在和球脱离前紧靠墙沿水平方向做加速度a为5 m/s2的匀加速直线运动，求外力的大小和方向（g取10 m/s2）。

通过该题目的讲解使学生认识到题目难就难在如何将立体情境转化为平面问题进行分析，使其意识到在以后的学习中应注重提升自己的空间想象能力。

三、借助近似思维，巧解物理难题

解答高中物理难题时，一些习题采用常规思路无法求解。但应用近似思维，将一些参数看作近似相等，便可柳暗花明。当然使用近似思维时，并非想当然地进行近似处理，而应选择合理的研究对象，只有当研究对象达到某一标准，如非常小时，才可用近似思维求解。教学中，教师为使学生能够运用近似思维解答物理难题，可与学生一起剖析经典的物理问题，加深学生的认识，并运用近似思维解题，使其能够在以后的解题中灵活应用。

【例3】一质量为m，半径为R的圆形绳圈，围绕中心轴O以角速率[ω]，在光滑水平面上做匀速转动，求绳中的张力大小。

该题目难在合理选取研究对象以及参数近似处理上。通过该题目的讲解，使学生认识到应用近似思维解答物理难题时，既要选择正确的研究对象，做好受力分析，灵活应用力的合成法则，又要在近似处理时遵循相关的数学及物理规律，保证参数近似的合理性，如题目中当角度非常小时，[sinα2?α2]才成立。

四、借助归纳思维，巧解物理难题

高中物理习题中部分物体的运动具有规律性，可通过分析某段的运动过程，列出相关方程，分析物体运动所呈现的规律，进行巧妙求解。为使学生应用归纳思维正确解答物理难题，应引导学生做好某阶段物体运动情况的深入剖析，掌握物体运动中所受的力以及力的变化。同时，为了加深学生的认识，可筛选代表性较强的习题，与学生一起分析解答，而后鼓励学生进行归纳，在增强学生解题自信的同时，使其体会应用归纳思维解题的细节，不断提高其应用归纳思维解答物理习题的能力。

【例4】如图4，在光滑水平地面上有一质量M=10 kg足够长的木板向右以[v0=5 m/s]的速度运动。在木板上方存在一固定挡板，当木板运动至其最右端位于挡板正下方时，将一质量m=1 kg的小铁块静止放在木板上。小铁块和木板上表面的动摩擦因数[μ]=0.5。当木板运动L=1 m时，将第二个小铁块放在第一个小铁块上。以后约定只要木板运动了L就按照上述操作继续放置小铁块，直到木板静止不动（g为10 m/s2）。问最终木板上有多少小铁块？