高中物理常用思想方法的归纳

孙杭来

摘 要： 常用的物理思想方法，是处理物理问题中具有条理性、代表性、启发性、技巧性的思维方法与技巧。本文就高中物理中的常用思想方法进行归纳。

关键词： 高中物理 思想方法 经验归纳

常用的物理思想方法，是处理物理问题中具有条理性、代表性、启发性、技巧性的思维方法与技巧。教师在教学过程中，指导学生学习这些抽象物理现象、概念或规律，有意识地尝试运用相应的思想方法认识和理解，不但会很大程度提高学生对这些物理现象、规律或概念的认识和理解能力，而且对培养学生的行为习惯和思维方法，提高科学素养也会大有裨益，从而达到提高学生学习能力和科学素质的目的。下面是我根据自己的经验归纳所得，与大家分享。

一、模型法

物理模型是一种理想化的物理形态，将复杂的问题抽象化为理想化的物理模型是研究物理问题的基本方法。物理学家通常利用理想化、简化、类比等突出研究对象的物理学本质特征，形成概念或实物体系，即为物理模型。模型思维法就是对研究对象或过程加以合理简化，突出主要因素忽略次要因素，从而解决物理问题的方法。

1.建立物理概念的模型。例如高中物理中质点、点电荷这两个概念，就是一种模型，只考虑物体的质量或电量，而不考虑物体的形状和大小。这种模型建立有助于将物体简化，便于学生对运动的理解。

2.分析物理问题的过程，就是构建物理模型的过程。通过构建物理模型，得出一幅清晰的物理示意图，将复杂运动简化，是解决物理问题的关键。实际中必须通过分析、判断、比较，画出过程图（过程图是思维的切入点和生长点），才能建立正确合理的物理模型。再如，电流的微观解释中，建立的柱体模型，如图柱体的截面积是s，长是l，单位体积中n个电荷，每个电荷电量为q，则根据电流的定义，就可以得到电流I=nslq/t=nsqv。利用这个模型处理风力发电问题就简单多了。

二、比值法

高中物理中有很多物理量是用比值法进行定义的，例如：速度v=x/t、加速度a=■v/■t、电阻R=U/I、电容C=Q/U、电场强度E=F/q、电势ψ=Ep/q、磁感应强度B=F/IL等。这些物理量的比值定义有一个共同特点：物理量本身与定义的两物理量没有正反比关系。例如速度，高中物理中定义为：匀速直线运动的物体，所通过的位移与所用时间的比值。这里位移与时间的比值，仅反应速度的大小，速度本身是不变的，与位移大小和时间长短无关。在复习中，将这些物理量整理出来归纳一下，有助于学生对概念和公式的理解和掌握。用归类的方法帮助学生整合知识，进而提高学生的整合能力。

三、控制变量法

自然界中各种现象都在发生变化，且每种现象都是错综复杂的。影响一个现象的产生和变化的因素太多，为了弄清某一现象变化的原因和规律，必须把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来，使它保持不变，然后研究剩下的两个变量之间的关系，这种研究问题的方法就是控制变量法。很多物理实验都用到了这种方法。

1.探究力、加速度和质量三者关系的实验中分别控制力不变，探究加速度与质量的关系和控制质量不变探究加速度与力的关系。

2.研究电阻R与不同种材料的电阻率、导线长度L和导线横截面积S的关系：控制同种材料，S不变，改变L，探究R与L的关系；控制同种材料，L不变，改变S，探究R与S的关系；控制L，S不变，改变材料，探究R与不同种材料电阻率的关系；

四、等效替代法

在物理学中，我们研究一些物理现象的作用效果时，有时为了使问题简化，在保证效果相同的前提下，常用一个物理量代替其他所有物理量，将一个复杂的物理问题转换成较简单问题的思维方法，其基本特征为等效替代。这种研究问题的方法给问题的阐释或解答带来极大方便，我们称这种研究问题的方法为等效替代法。

1.过程等效替代：研究曲线运动时，我们将它分解为几个等效的直线运动，逐个研究这些直线运动的规律，然后将其合成为曲线运动。如平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，斜抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛（或下抛）运动。

2.作用等效替代：是指从不同物理事物或同类物理事物的不同形式在某一物理过程中对外界所产生的作用效果相同出发，研究物理事物的本质和规律，分析和处理物理问题的一种思维方法：如力的合成是用一个力代替几个力的作用，并保证它们的作用效果相同，这个力被称为合力；力的分解则是用几个力同时作用的效果代替一个力的作用效果，这几个力称为分力。在电磁学中，几个带电体所产生的电场对一个电荷的作用，相当于每一个带电体单独存在时对该电荷作用的矢量和。故在空间某一点处，从对电荷的作用效果相同出发，可用几个带电体在该点的电场强度的矢量和代替这几个带电体分别产生的电场强度。在矢量的合成与分解中，要遵从平行四边形法则或三角形法则，但对一个矢量的分解有多种方法，要具体问题具体分析。

五、类比法

类比法是指由一类事物所具有的特点，可以推出与其类似事物也具有这种特点的思考和处理问题的方法。研究新的物理现象、概念和规律时，将它与学过的熟悉的且有共同特点的现象和规律进行灵活、合理的类比，从而有助于学生对新知识的理解。如研究电场这一章内容时，电势能与重力势能类比，电势与高度类比，电势差与高度差类比，利用学生对重力势能、高度、高度差的理解，帮助学生理解和掌握电势能、电势和电势差这些抽象的概念。学习磁场时，再让学生把磁场与电场进行类比，便于学生更好地掌握磁场。

指导学生研究物理现象、概念和规律时，潜移默化地渗透科学研究方法，长此以往，加深了学生对物理现象、概念或规律的认识和理解，培养了学生的进行科学思维习惯，提高了学生的科学素养，使学生在物理学习中掌握了一些分析研究问题的方法，对学生以后的发展深远影响。