高中物理常见问题的处理方法

在高中理科各科目中，物理是相对较难学习的学科，学过高中物理的大部分同学，特别是物理成绩中差等的同学，总有这样的疑问："上课听得懂，听得清，就是在课下做题时不会。"这是个普遍的问题，也是值得物理教师和同学们认真研究的问题。本文介绍物理学习中出现的问题的常见的几种学习方法。

理想模型；等效替代法；微元法；近似处理方法

在运用物理知识解决实际问题的过程中，人们逐步积累和形成了物理学中处理问题的方法，在物理教学中，我们一定要使学生逐步领会和掌握这些方法。下面笔者就介绍几种在高中物理中，常用的处理问题的方法：

1.把研究对象、过程视为理想模型

在高中物理中，我们所研究的对象或物理过程可以说都是理想模型，例如在研究对象上有：质点、轻杆、轻绳、弹簧振子、单摆、理想气体、点电荷、理想电表、理想变压器、匀强电场、匀强磁场、点光源、光线、原子模型；又如在研究物理过程时有：匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动、平抛运动、简谐运动、简谐波、弹性碰撞、自由落体运动、竖直上抛运动等等。所以在解答物理问题时，最关键的是：1.明确研究对象及其所处的状态，并把研究对象视为适当的物理模型；2.分析物理过程，并找出物理规律。所以，在物理教学中，应该下功夫教给学生这种处理问题的思想和方法。

2.等效替代法

等效法就是在保证某一方面效果相同的前提下，用理想的、熟悉的、简单的物理对象、物理过程、物理现象替代实际的、陌生的、复杂的物理对象、物理过程、物理现象的思想方法。合力与分力、运动的合成与分解、电阻的串联与并联、交流电的有效值等都是等效法在物理学中的实际应用。

等效法在物理解题中也有广泛的应用，主要有：物理模型的等效替代；物理过程的等效替代；作用效果的等效替代。

在应用等效法解题时，应知道两个事物的等效不是全方位的，只是局部的，特定的、某一方面的等效。因此在具体的问题中必须明确哪一方面等效，这样才能把握住等效的条件和范围。

例题1： 如图3所示，在竖直平面内，放置一个半径R很大的圆形光滑轨道，O为其最低点。在O点附近P处放一质量为m的滑块，求由静止开始滑至O点时所需的最短时间。

【点拨解疑】：滑块做复杂的变速曲线运动，故用牛顿定律、动量定理等方法都难以求解。但只要我们分析透滑块的受力、运动特征，就会自觉地把滑块等效为单摆的运动，这样，我们便可迅速地求出滑块从P点到O点的最短时间为

由此可知，等效法是在效果相同的条件下，将复杂的状态或运动过程合理地转化成简单的状态或过程的一种思维方法。

在中学物理练习中，经常需要运用等效法处理问题。我们应当有意识地训练学生，使他们掌握这种处理问题的方法。

3.微元法

微元法指的是我们把研究对象或过程分隔成小块的（微元）来加以研究。这种方法在人民教育出版社《物理》（新教材）中最为突出，例如在研究匀变速直线运动的位移与时间关系时，如右图4将v-t图象中整个运动过程划分的非常非常细，很多很多小矩形的面积之和就能准确地代表物体的位移，这时，“很多很多”小矩形顶端的“锯齿形”就看不出来了，小矩形合在一起成了一个梯形，面积就是位移，从而推导出位移时间公式：

微元法实际上是一种微分的思想，在中学物理问题中是一种常用的处理方法。

4.近似处理法

在中学物理研究问题时，我们实际上常常用到近似处理这种方法。例如，我们在研究电荷之间的相互作用力时，我们往往研究电荷之间的静电力，而不考虑电荷之间的万有引力，这时因为电荷之间的万有引力远小于静电力，可以忽略不计。在进行物理实验时，我们也常常忽略一些次要因素，或忽略相对很小的量，这也是近似处理。再比如，对打击碰撞问题，常常有学生问：重力到底考虑不考虑？这也要视具体情况而定的。

例题2：一质量m为5kg的物体，自地面20m高处从静止开始自由下落，物体落地时与地面相互作用时间为0.01s，即停止在地面上，试求物体对地面的平均作用力多大（g取10m/s2）？若相互作用时间为1s，平均作用力多大？

【点拨解疑】（1）物体对地面的平均作用力与地面对物体的作用力是一对作用力与反作用力。所以，可选取物体为研究对象。

（2）物体自由下落时，遵循自由落体运动规律，所以物体与地面作用前的速度v 满足 ， 方向竖直向下。

物体与地面相互作用过程中，受到竖直向下的重力mg和地面给物体竖直向上的平均作用力 的作用。物体与地面相互作用后速度等于零。

（3）根据动量定理 ，取竖直向上为正方向，得：

t=0.01s时，

在这种情况下，重力远小于其它力，在实际问题中可以忽略不计（近似处理）。

t=1s时， ，重力不能忽略。

从上例中可以看出，一个量是否可以被忽略不计，不是看它的绝对数值（上例中两种情况下重力都是50N），而是看它和其它量相比是否小到可以被忽略不计。这里从数量级上加以比较，是很有效的。

除了上述几种方法外，像分析-综合法、临界分析法、反证法、图像法等等，也是在中学物理中常用的处理问题的方法，教师在平时教学过程中，应逐步教给学生，同时引导学生思考和总结，这样才有利于学生处理物理问题，真正做到举一反三的效果。

参考文献

[1]阎金铎，田世昆.《中学物理教学概论》 高等教育出版社，1999年

[2]许国梁 《中学物理教材教法》 江苏教育出版社，1985年