1. 高中物理常見模型種類歸納,越詳細越好
常見的有:
⒈"質心"模型:質心(多種體育運動).集中典型運動規律.力能角度.
⒉"繩件.彈簧.桿件"三件模型:三件的異同點,直線與圓周運動中的動力學問題和功能問題.
⒊"掛件"模型:平衡問題.死結與活結問題,採用正交分解法,圖解法,三角形法則和極值法.
⒋"追碰"模型:運動規律.碰撞規律.臨界問題.數學法(函數極值法.圖像法等)和物理方法(參照物變換法.守恆法)等.
⒌"運動關聯"模型:一物體運動的同時性.獨立性.等效性.多物體參與的獨立性和時空聯系.
⒍"皮帶"模型:摩擦力.牛頓運動定律.功能及摩擦生熱等問題.
⒎"斜面"模型:運動規律.三大定律.數理問題.
⒏"平拋"模型:運動的合成與分解.牛頓運動定律.動能定理(類平拋運動).
⒐"行星"模型:向心力(各種力).相關物理量.功能問題.數理問題(圓心.半徑.臨界問題).
⒑"全過程"模型:勻變速運動的整體性.保守力與耗散力.動量守恆定律.動能定理.全過程整體法.
⒒"人船"模型:動量守恆定律.能量守恆定律.數理問題.
⒓"子彈打木塊"模型:三大定律.摩擦生熱.臨界問題.數理問題.
⒔"爆炸"模型:動量守恆定律.能量守恆定律.
⒕"單擺"模型:簡諧運動.圓周運動中的力和能問題.對稱法.圖象法.
⒖"限流與分壓器"模型:電路設計.串並聯電路規律及閉合電路的歐姆定律.電能.電功率.實際應用.
⒗"電路的動態變化"模型:閉合電路的歐姆定律.判斷方法和變壓器的三個制約問題.
⒘"磁流發電機"模型:平衡與偏轉.力和能問題.
⒙"迴旋加速器"模型:加速模型(力能規律).迴旋模型(圓周運動).數理問題.
⒚"對稱"模型:簡諧運動(波動).電場.磁場.光學問題中的對稱性.多解性.對稱性.
⒛電磁場中的單桿模型:棒與電阻.棒與電容.棒與電感.棒與彈簧組合.平面導軌.豎直導軌等,處理角度為力電角度.電學角度.力能角度.
21.電磁場中的"雙電源"模型:順接與反接.力學中的三大定律.閉合電路的歐姆定律.電磁感應定律.
22.交流電有效值相關模型:圖像法.焦耳定律.閉合電路的歐姆定律.能量問題.
23."能級"模型:能級圖.躍遷規律.光電效應等光的本質綜合問題.
24.遠距離輸電升壓降壓的變壓器模型.
2. 高中物理問題,科學方法除了控制變數和等效替代還有什麼
高中物理問題,科學方法除了控制變數和等效替代還有
1、理想化法、2、模擬法3、微小量放大法4、比較法5、圖像法6、半偏法7、列表法 8、作圖法9、轉換法10、類比法等
3. 什麼是圖像法
圖像法是利用圖象這種特殊且形象的數學語言工具,來表達各種現象的過程和規律,這種方法稱為圖像法。
例如用圖像法解二元一次方程組,就是畫出兩方程的圖像,圖像上兩條直線交點就是解。當然,除了數學,物理學等也可以用圖像法。
物理學:
圖像法是根據題意把抽像復雜的物理過程有針對性地表示成物理圖像,將物理量間的代數關系轉變為幾何關系,運用圖像直觀、形像、簡明的特點,來分析解決物理問題,由此達到化難為易、化繁為簡的目的。
實例:物理學s-t圖像中,斜率表示物體運動的速度。
4. 高中物理圖像類問題總結
1、 涉及到坐標圖時,要看清橫縱坐標代表的是什麼;在同一坐標圖中若有幾條線,則著重去比較斜率;2、涉及波的圖像時,可採用平移法或通過前後點來判斷波的各類問題;3、涉及光波的圖像時,巧記書上的就行;4、涉及磁場圖像時,記住書上幾個典型的(關注它們的區別與特殊的地方)就一通百通了;5、涉及電磁波圖像時,將兩個疊加就行(記清兩者相互的影響)!有時看圖像可翻過背面來看!一般的二輪復習書上都有總結!(鄙人水平有限望見諒!)
5. 高中物理怎麼用v-t圖像解決追擊問題有哪些方法
v-t圖中 速度折線與x軸圍成的體積表示位移 x軸以上為正 x軸以下為負
所以 兩個物體圍出的體積相等說明位移相等 也就是追上了
或者做兩條速度折線之間的面積 A折線高於B折線的面積等於B折線高於A折線的面積 也說明位移差為零 就是追上了
6. 高中物理用圖像描述位移和速度,總結st,vt圖像
高中物理位移用x表示。
x-t圖像:斜率表示速度,直線表示做勻速直線運動(水平直線表示靜止),與縱軸的交點表示時間為0的時候的位移,與橫軸的交點表示位移為0的時候對應的時間,兩直線的交點表示兩物體相遇。
v-t圖像:斜率表示加速度,直線表示勻加速直線運動(水平直線表示勻速直線運動),與縱軸的交點表示時間為0的時候的速度,與橫軸的交點表示速度為0的時候的時間,兩直線的交點表示兩物體速度大小相等但位移不一定相等,面積等於位移的大小。
7. 高中的物理模型有哪些
⒈"質心"模型:質心(多種體育運動).集中典型運動規律.力能角度.
⒉"繩件.彈簧.桿件"三件模型:三件的異同點,直線與圓周運動中的動力學問題和功能問題.
⒊"掛件"模型:平衡問題.死結與活結問題,採用正交分解法,圖解法,三角形法則和極值法.
⒋"追碰"模型:運動規律.碰撞規律.臨界問題.數學法(函數極值法.圖像法等)和物理方法(參照物變換法.守恆法)等.
⒌"運動關聯"模型:一物體運動的同時性.獨立性.等效性.多物體參與的獨立性和時空聯系.
⒍"皮帶"模型:摩擦力.牛頓運動定律.功能及摩擦生熱等問題.
⒎"斜面"模型:運動規律.三大定律.數理問題.
⒏"平拋"模型:運動的合成與分解.牛頓運動定律.動能定理(類平拋運動).
⒐"行星"模型:向心力(各種力).相關物理量.功能問題.數理問題(圓心.半徑.臨界問題).
⒑"全過程"模型:勻變速運動的整體性.保守力與耗散力.動量守恆定律.動能定理.全過程整體法.
⒒"人船"模型:動量守恆定律.能量守恆定律.數理問題.
⒓"子彈打木塊"模型:三大定律.摩擦生熱.臨界問題.數理問題.
⒔"爆炸"模型:動量守恆定律.能量守恆定律.
⒕"單擺"模型:簡諧運動.圓周運動中的力和能問題.對稱法.圖象法.
⒖"限流與分壓器"模型:電路設計.串並聯電路規律及閉合電路的歐姆定律.電能.電功率.實際應用.
⒗"電路的動態變化"模型:閉合電路的歐姆定律.判斷方法和變壓器的三個制約問題.
⒘"磁流發電機"模型:平衡與偏轉.力和能問題.
⒙"迴旋加速器"模型:加速模型(力能規律).迴旋模型(圓周運動).數理問題.
⒚"對稱"模型:簡諧運動(波動).電場.磁場.光學問題中的對稱性.多解性.對稱性.
⒛電磁場中的單桿模型:棒與電阻.棒與電容.棒與電感.棒與彈簧組合.平面導軌.豎直導軌等,處理角度為力電角度.電學角度.力能角度.
21.電磁場中的"雙電源"模型:順接與反接.力學中的三大定律.閉合電路的歐姆定律.電磁感應定律.
22.交流電有效值相關模型:圖像法.焦耳定律.閉合電路的歐姆定律.能量問題.
23."能級"模型:能級圖.躍遷規律.光電效應等光的本質綜合問題.
24.遠距離輸電升壓降壓的變壓器模型.
8. 高中物理的12個圖像
S-T圖像的斜率表示速度,V-T的斜率表示加速度,這一點其實很重要的,你們現在可能還沒學求導,不過沒關系,記著就行,看圖像斜率逐漸增大或減小能直接反應很多問題.
勻速直線運動:因其加速度a=0,速度為定值,所以它的A-T的圖像是一條與X軸重合的直線;V-T圖像是一條與X軸平行(不重合)的直線;S-T圖像是一個正反比例直線(或經過原點或不經過,以具體的題而定).
勻加速運動(非勻加速不討論):因加速度a是定值,速度不斷增加,所以它的A-T圖像是一條平行與X軸的直線(如果a=0,那麼回到勻速直線運動);v-t圖像則是一條正比例直線(同樣可經過可不經過原點);S-T圖像是一條向下拱的弧曲線(因為其斜率代錶速度,速度不斷增加,斜率應該也隨著不斷增加).
勻減速運動:加速度a同樣是定值,速度不斷減小,所以其A-T圖像也是一條與X軸平行的直線;V-T圖像就不用說了;S-T圖像是一條向上拱的曲線(原因同理上).
至於減速與反方向加速那是方向的規定問題,比如你規定東方為正方向,向東減速,加速度就是負值,西邊就是負方向,那麼他就是往西加速.宗之,這種問題,靠理解,還要有做題,開始的時候要做一些基礎的,專心點,弄懂的時候就感覺沒什麼難的了!
累,記得採納哦!
9. 高中物理12種解題方法與技巧與操作
其實高中物理考試常見的類型無非包括以下12種,這12種常見題型的解題方法和思維模板,還介紹了高考各類試題的解題方法和技巧,提供各類試題的答題模版,飛速提升你的解題能力,如何才能學好物理呢?我在這里整理了相關資料,快來學習學習吧!
高中物理12種解題方法與技巧
1直線運動問題
題型概述:直線運動問題是高考的熱點,可以單獨考查,也可以與其他知識綜合考查.單獨考查若出現在選擇題中,則重在考查基本概念,且常與圖像結合;在計算題中常出現在第一個小題,難度為中等,常見形式為單體多過程問題和追及相遇問題.
思維模板:解圖像類問題關鍵在於將圖像與物理過程對應起來,通過圖像的坐標軸、關鍵點、斜率、面積等信息,對運動過程進行分析,從而解決問題;對單體多過程問題和追及相遇問題應按順序逐步分析,再根據前後過程之間、兩個物體之間的聯系列出相應的方程,從而分析求解,前後過程的聯系主要是速度關系,兩個物體間的聯系主要是位移關系.
2物體的動態平衡問題
題型概述:物體的動態平衡問題是指物體始終處於平衡狀態,但受力不斷發生變化的問題.物體的動態平衡問題一般是三個力作用下的平衡問題,但有時也可將分析三力平衡的方法推廣到四個力作用下的動態平衡問題.
思維模板:常用的思維方法有兩種
(1)解析法:解決此類問題可以根據平衡條件列出方程,由所列方程分析受力變化;
(2)圖解法:根據平衡條件畫出力的合成或分解圖,根據圖像分析力的變化.
3運動的合成與分解問題
題型概述:運動的合成與分解問題常見的模型有兩類.一是繩(桿)末端速度分解的問題,二是小船過河的問題,兩類問題的關鍵都在於速度的合成與分解.
思維模板:(1)在繩(桿)末端速度分解問題中,要注意物體的實際速度一定是合速度,分解時兩個分速度的方向應取繩(桿)的方向和垂直繩(桿)的方向;如果有兩個物體通過繩(桿)相連,則兩個物體沿繩(桿)方向速度相等。
(2)小船過河時,同時參與兩個運動,一是小船相對於水的運動,二是小船隨著水一起運動,分析時可以用平行四邊形定則,也可以用正交分解法,有些問題可以用解析法分析,有些問題則需要用圖解法分析。
4拋體運動問題
題型概述:拋體運動包括平拋運動和斜拋運動,不管是平拋運動還是斜拋運動,研究方法都是採用正交分解法,一般是將速度分解到水平和豎直兩個方向上.
思維模板:(1)平拋運動物體在水平方向做勻速直線運動,在豎直方向做勻加速直線運動,其位移滿足x=v0t,y=gt2/2,速度滿足vx=v0,vy=gt;
(2)斜拋運動物體在豎直方向上做上拋(或下拋)運動,在水平方向做勻速直線運動,在兩個方向上分別列相應的運動方程求解
5圓周運動問題
題型概述:圓周運動問題按照受力情況可分為水平面內的圓周運動和豎直面內的圓周運動,按其運動性質可分為勻速圓周運動和變速圓周運動.水平面內的圓周運動多為勻速圓周運動,豎直面內的圓周運動一般為變速圓周運動.對水平面內的圓周運動重在考查向心力的供求關系及臨界問題,而豎直面內的圓周運動則重在考查最高點的受力情況.
思維模板:
(1)對圓周運動,應先分析物體是否做勻速圓周運動,若是,則物體所受的合外力等於向心力,由F合=mv2/r=mrω2列方程求解即可;若物體的運動不是勻速圓周運動,則應將物體所受的力進行正交分解,物體在指向圓心方向上的合力等於向心力.
(2)豎直面內的圓周運動可以分為三個模型:①繩模型:只能對物體提供指向圓心的彈力,能通過最高點的臨界態為重力等於向心力;②桿模型:可以提供指向圓心或背離圓心的力,能通過最高點的臨界態是速度為零;③外軌模型:只能提供背離圓心方向的力,物體在最高點時,若v<(gR)1/2,沿軌道做圓周運動,若v≥(gR)1/2,離開軌道做拋體運動.
6牛頓運動定律的綜合應用問題
題型概述:牛頓運動定律是高考重點考查的內容,每年在高考中都會出現,牛頓運動定律可將力學與運動學結合起來,與直線運動的綜合應用問題常見的模型有連接體、傳送帶等,一般為多過程問題,也可以考查臨界問題、周期性問題等內容,綜合性較強.天體運動類題目是牛頓運動定律與萬有引力定律及圓周運動的綜合性題目,近幾年來考查頻率極高.
思維模板:以牛頓第二定律為橋梁,將力和運動聯系起來,可以根據力來分析運動情況,也可以根據運動情況來分析力.對於多過程問題一般應根據物體的受力一步一步分析物體的運動情況,直到求出結果或找出規律.
對天體運動類問題,應緊抓兩個公式:
GMm/r2=mv2/r=mrω2=mr4π2/T2 ①。GMm/R2=mg ②.對於做圓周運動的星體(包括雙星、三星系統),可根據公式①分析;對於變軌類問題,則應根據向心力的供求關系分析軌道的變化,再根據軌道的變化分析其他各物理量的變化.
7機車的啟動問題
題型概述:機車的啟動方式常考查的有兩種情況,一種是以恆定功率啟動,一種是以恆定加速度啟動,不管是哪一種啟動方式,都是採用瞬時功率的公式P=Fv和牛頓第二定律的公式F-f=ma來分析.
思維模板:(1)機車以額定功率啟動.機車的啟動過程如圖所示,由於功率P=Fv恆定,由公式P=Fv和F-f=ma知,隨著速度v的增大,牽引力F必將減小,因此加速度a也必將減小,機車做加速度不斷減小的加速運動,直到F=f,a=0,這時速度v達到最大值vm=P額定/F=P額定/f.
這種加速過程發動機做的功只能用W=Pt計算,不能用W=Fs計算(因為F為變力).
(2)機車以恆定加速度啟動.恆定加速度啟動過程實際包括兩個過程.如圖所示,「過程1」是勻加速過程,由於a恆定,所以F恆定,由公式P=Fv知,隨著v的增大,P也將不斷增大,直到P達到額定功率P額定,功率不能再增大了;「過程2」就保持額定功率運動.過程1以「功率P達到最大,加速度開始變化」為結束標志.過程2以「速度最大」為結束標志.過程1發動機做的功只能用W=F·s計算,不能用W=P·t計算(因為P為變功率).
8以能量為核心的綜合應用問題
題型概述:以能量為核心的綜合應用問題一般分四類.第一類為單體機械能守恆問題,第二類為多體系統機械能守恆問題,第三類為單體動能定理問題,第四類為多體系統功能關系(能量守恆)問題.多體系統的組成模式:兩個或多個疊放在一起的物體,用細線或輕桿等相連的兩個或多個物體,直接接觸的兩個或多個物體.
思維模板:能量問題的解題工具一般有動能定理,能量守恆定律,機械能守恆定律.
(1)動能定理使用方法簡單,只要選定物體和過程,直接列出方程即可,動能定理適用於所有過程;
(2)能量守恆定律同樣適用於所有過程,分析時只要分析出哪些能量減少,哪些能量增加,根據減少的能量等於增加的能量列方程即可;
(3)機械能守恆定律只是能量守恆定律的一種特殊形式,但在力學中也非常重要.很多題目都可以用兩種甚至三種方法求解,可根據題目情況靈活選取.
9力學實驗中速度的測量問題
題型概述:速度的測量是很多力學實驗的基礎,通過速度的測量可研究加速度、動能等物理量的變化規律,因此在研究勻變速直線運動、驗證牛頓運動定律、探究動能定理、驗證機械能守恆等實驗中都要進行速度的測量.速度的測量一般有兩種方法:一種是通過打點計時器、頻閃照片等方式獲得幾段連續相等時間內的位移從而研究速度;另一種是通過光電門等工具來測量速度.
思維模板:用第一種方法求速度和加速度通常要用到勻變速直線運動中的兩個重要推論:①vt/2=v平均=(v0+v)/2,②Δx=aT2,為了盡量減小誤差,求加速度時還要用到逐差法.用光電門測速度時測出擋光片通過光電門所用的時間,求出該段時間內的平均速度,則認為等於該點的瞬時速度,即:v=d/Δt.
10電容器問題
題型概述:電容器是一種重要的電學元件,在實際中有著廣泛的應用,是歷年高考常考的知識點之一,常以選擇題形式出現,難度不大,主要考查電容器的電容概念的理解、平行板電容器電容的決定因素及電容器的動態分析三個方面.
思維模板:
(1)電容的概念:電容是用比值(C=Q/U)定義的一個物理量,表示電容器容納電荷的多少,對任何電容器都適用.對於一個確定的電容器,其電容也是確定的(由電容器本身的介質特性及幾何尺寸決定),與電容器是否帶電、帶電荷量的多少、板間電勢差的大小等均無關
(2)平行板電容器的電容:平行板電容器的電容由兩極板正對面積、兩極板間距離、介質的相對介電常數決定,滿足C=εS/(4πkd)
(3)電容器的動態分析:關鍵在於弄清哪些是變數,哪些是不變數,抓住三個公式[C=Q/U、C=εS/(4πkd)及E=U/d]並分析清楚兩種情況:一是電容器所帶電荷量Q保持不變(充電後斷開電源),二是兩極板間的電壓U保持不變(始終與電源相連).
11帶電粒子在電場中的運動問題
題型概述:帶電粒子在電場中的運動問題本質上是一個綜合了電場力、電勢能的力學問題,研究方法與質點動力學一樣,同樣遵循運動的合成與分解、牛頓運動定律、功能關系等力學規律,高考中既有選擇題,也有綜合性較強的計?算題?.
思維模板:
(1)處理帶電粒子在電場中的運動問題應從兩種思路著手①動力學思路:重視帶電粒子的受力分析和運動過程分析,然後運用牛頓第二定律並結合運動學規律求出位移、速度等物理量.②功能思路:根據電場力及其他作用力對帶電粒子做功引起的能量變化或根據全過程的功能關系,確定粒子的運動情況(使用中優先選擇).
(2)處理帶電粒子在電場中的運動問題應注意是否考慮粒子的重力
①質子、α粒子、電子、離子等微觀粒子一般不計重力;
②液滴、塵埃、小球等宏觀帶電粒子一般考慮重力;
③特殊情況要視具體情況,根據題中的隱含條件判斷.
(3)處理帶電粒子在電場中的運動問題應注意畫好粒子運動軌跡示意圖,在畫圖的基礎上運用幾何知識尋找關系往往是解題的突破口.
12帶電粒子在磁場中的運動問題
題型概述:帶電粒子在磁場中的運動問題在歷年高考試題中考查較多,命題形式有較簡單的選擇題,也有綜合性較強的計算題且難度較大,常見的命題形式有三種:
(1)突出對在洛倫茲力作用下帶電粒子做圓周運動的運動學量(半徑、速度、時間、周期等)的考查;
(2)突出對概念的深層次理解及與力學問題綜合方法的考查,以對思維能力和綜合能力的考查為主;
(3)突出本部分知識在實際生活中的應用的考查,以對思維能力和理論聯系實際能力的考查為主.
思維模板:在處理此類運動問題時,著重把握「一找圓心,二找半徑(R=mv/Bq),三找周期(T=2πm/Bq)或時間」的分析方法.
(1)圓心的確定:因為洛倫茲力f指向圓心,根據f⊥v,畫出粒子運動軌跡中任意兩點(一般是射入和射出磁場的兩點)的f的方向,沿兩個洛倫茲力f作出其延長線的交點即為圓心.另外,圓心位置必定在圓中任一根弦的中垂線上.
(2)半徑的確定和計算:利用平面幾何關系,求出該圓的半徑(或運動圓弧對應的圓心角),並注意利用一個重要的幾何特點,即粒子速度的偏向角(φ)等於圓心角(α),並等於弦AB與切線的夾角(弦切角θ)的2倍(如圖所示),即?φ=α=2θ.
(3)運動時間的確定:t=φT/2π或t=s/v,其中φ為偏向角,T為周期,s為軌跡的弧長,v為線速度。
高中物理解題中的心理操作
一、物理解題概述
近年來解題研究指出:一個問題是指一個不能及時達到的目標,為求達到這個目標所作的體力或心理的行動叫做問題解決。解題時必須要遵從一定的法則。故一個問題應包括以下幾個環節:(1)始態(initialstate)──問題所給予的已知情況,物理習題中的已知條件;(2)終態(goglstate) ──解題時要達到的最終目標,物理題中的所求;(3)操作法則(operator)──應用這些法則把問題由始態轉變成終態,在物理解題中包括要符合的物理定律原理也要符合人們認識的規律。
在解題過程中,解題者要由始態開始,通過一系列的問題態,到達終態。由始態到終態的所有問題態構成了問題空間,而問題態的轉變需要解題者作出某些心理操作,這樣就構造了解題的心理圖象。這心理圖象是個人化的,它因人而異,它所包含的信息可以較問題本身的信息為多或為少,它是受解題者貯存在長期記憶里知識的影響。也就是說,解題者根據自己已有的知識來構造心理圖象和尋找題解。許多時,問題空間很大,容許操作的法則也很多。就是一題多解;有時問題空間雖然很大,容許操作的法則卻很有限,相應的問題解法也就較少。
解題過程也是一個非常復雜的信息處理過程,解題者則是一個信息處理系統,解題就是系統跟問題的相互作用。解題取決於這個信息處理系統的特性和問題結構。問題結構限制解題的過程,提供一些可行的行動;解題者的特性是指他短期記憶的容量,長期記憶貯存的知識和貯藏及提取這些知識所需的時間,貯藏的知識「模塊」(基題)越多,提取這些「模塊」的速度越快,解題的效率就越高。
二、物理解題中的心理操作
解題時,將題目所描述的物理現象譯成物理圖象輸入大腦暫時儲存,而後大腦將進行一系列復雜的心理操作,使問題得以解決。進行心理操作,一是要有操作對象,二是要有一定的操作規則(包括操作的先後次序)。物理解題中的心理操作對象是貯存於大腦長久記憶中物理知識的基本模塊。而這些「模塊」信息量的大小,集成化程度的高低,因人而異,各不相同。操作規則必須符合本門學科的原理和人們認識的規律。所謂心理操作是指對這些「模塊」進行加工、組合、銜接、再造的心理過程。沒有這些「模塊」,心理操作就失去了原料。不能要求一個毫無物理知識的人去解物理題,不論他如何聰明,也不會解出物理題來,道理很簡單,因為在他大腦的長久記憶里沒有貯存加工的「模塊」,巧婦難為無米之炊就是這個道理。
物理解題的心理操作一般分三個階段進行:
第一階段為檢索提取階段。當要解的習題輸入大腦後,一旦被吸引去開始解決時,我們原有的知識經驗和實踐知覺就會向著一定問題的方向去變化、檢索、識別而後提取貯存於大腦長期記憶里相近、相似的「模塊」。這些「模塊」可以是物理某部分、某單元的知識,也可以是同類型的基本習題。第一階段的工作為第二階段的加工提供了原料和必要的准備。當然,對於一個復雜的問題,不見得一次就能將「模塊」提取的十分准確,有時在加工的過程中還可反復檢索,反復提取。
第二階段為溝通加工階段。這一階段是心理操作十分重要的階段,它包括採納、排除、分解、組合、遷移、選擇、改造、銜接:溝通等操作環節。通過以上的操作,使問題空間逐步確定,逐步明朗。溝通思路,形成策略。在這了階段要對原有的「模塊」加工再造,重新進行組織,大腦皮層的暫時神經聯系在有些部位出現新的開通,有些部位產生暫時關閉,進行新的改組,這時候新的創造思維就會產生。解題從某個角度講就是一種創造,當解決別人從未解決的問題時更是如此。
在進行操作時,有時需要把整體「模塊」分成元件,直至不能再分。把每一個「模塊」所含的元素按需要排列,按需要將上述被分解的元素重新組合,依所提供的信息充分想像,還要克服思維定勢的影響,使問題空間逐步確定,形成解題策略。
第三個階段為反饋輸出階段,經過第二階段的溝通加工,方案策略已經形成,再經過編輯、優化、計算、檢驗,使被加工的信息系統化、條理化,這就達到了問題的終態。這時將已加工完畢的信息分為兩部分:一部分通過職能器官輸出,一部分又回輸(反饋)到大腦成為新的「模塊」貯於長期記憶。我們將心理操作過程用框圖示意如下:
心理操作是個人化的思維圖式。有些人在問題空間中漫無邊際的思索,但無法組織,終無所獲。有些人卻能在問題空間中用極為有限的搜尋來代替幾乎無法窮盡的搜索,甚至有條不紊地走向目的,不出現任何嘗試的錯誤。
三、解題實例分析
例1,一個質量為m,帶有電荷為q的物件可在水平軌道ox運動,O端有一與軌道垂直的固定牆。軌道處於勻強電場中,場強的大小為E,h向沿ox是正向,如圖二所示,小物體以初速vo從xo沿ox軌道運動,運動時受到大小不變的摩擦力f作用,且f<eq,設小物體與牆碰撞時不損失機械能,且電量保持不變,求它在停止運動前所通過的總路程s0(1989年高考題) p=""> </eq,設小物體與牆碰撞時不損失機械能,且電量保持不變,求它在停止運動前所通過的總路程s0(1989年高考題)>
解:如果我們將上述問題所描述的物理現象進行分析,將會從大腦的長期記憶中提取「電勢能」、「動能」、「摩擦力作功」、「功能原理」四個基本知識模塊。而這四個模塊間有什麼聯系,是怎樣銜接起來的呢?下面我們分兩種情況來討論:如果沒有摩擦力,由於物體與牆壁的碰撞井不損失能量,因此物體的功能和電勢能可以互相轉化,但功能和電勢能的總和是守恆的;在有摩擦力的情況下,摩擦力的方向與小物體的運動方向相反,動能和電勢能都會逐漸減少,最後將停在O點。這就是小物體克服摩擦力所做的功等於減少的動能和電勢能之和。我們可以用框圖表示如下:
「模塊2」與「模塊3」從不同的方面描寫了物體狀態的變化,「模塊1」描寫克服摩擦力作功的過程。物體狀態的變化,顯然是因摩擦力作功而引起,這樣「模塊1」 與「模塊2、3」之間就有了困果聯系,而二者的定量關系是由「模塊4」(功能原理)銜接起來的。因為本問題所求物體的後路程是與過程量功密不可分的物理量,同樣出現在作功的全過程中,所以提取摩擦力作功的模塊是有道理的。依照圖三列式計算並不困難,此處計算從略。
例2,如圖所示,在水平光滑的桌面上放一個質量為M的玩具小車,和小車的平台(小車的一部分)上有一質量可以忽略的彈簧。一端固定在平台,另一端用質量為m的小球將彈簧壓縮一定距離後用細線捆住,用手將小車固定在桌面上,然後燒斷線,小球就被彈出,落在車上A點。如果小車不固定而燒斷細線,球將落在車上何處?設小車足夠長。球不致落在車外。(1987年高考題)
解:本題可以分小車動與不動兩種情況,四個基本物理過程,即「小車不動時小球的平拋運動」,「小車動時小球與小車的相互作用」、「小球對小車的相對運動」,「小車動時小球的平拋運動」。每一個物理過程可以認為是儲存了一定信息的模塊。每個模塊統攝了許多物理知識,為小球的乎拋運動,包括了平拋的運動學特性,重力作用的瞬時效應,空間積累效應,時間積累效應,小車動時情況更復雜。但是經過分解、篩選可以發現四個過程都與速度緊密相連,這就有可能通過速度將四個物理過程聯系起來,如框圖所示:
在圖五中已圖示了每一「模塊」的從屬關系,所應滿足的物理規律以及它們之間相互聯系的銜接條件。這樣解題的思路已經溝通,再構造數學模型去解是並不難的。
例3,一根細繩跨過一定滑輪,兩端分別有質量為m及M的物體,如圖六,且
M>m,M靜止在地面上,當m自由下落h距離後,繩子開始與m、M相互作用,在極短時間內繩子被拉緊,求繩子剛剛被拉緊時,M能上升的最大高度?
解:本題整個的物理過程可分為三個階段。第一階段:m作自由落體運動。第二階段:繩子分別與物體相互作用。第三階段:m及M分別作勻變速運動。三個階段的聯系是:第一階段m作自由落體運動的末速度v恰是第二階段m與繩相互作用前的初速度。第二階段m、M與繩子相互作用後的速度V就是第三階段M作變速運動的初速度。如圖七所示。
從圖七我們可以看出每一個階段實質上就是一個知識「模塊」,但每一「模塊」所包含的知識容量並不相同,每一「模塊」有各自的特點和應該滿足的規律。這些規律就是操作規則。這三個「模塊」自然地銜接起來就構成了一個完整清晰的圖象,再計算是不難的。
人類認識的理論不僅要解釋人怎樣進行復雜的思維和解題工作,還要解釋人是怎樣學會這么作的。研究解題者對物理問題構造的心理圖象,目的是了解他們對物理知識的組織和加工能力。在物理學習上重理解輕記憶的作法是不足取的,也是沒有根據的。解題的成功者在於他們擁有高度組織的物理知識,並在記憶中貯藏了不少相類似問題的題解。在物理教學中只讓學生盲目作題,不講習題的溝通和演變、不引導學生作正確的定性分析也是不可取的。凡成功的解題者,解題策略好的,大都是先對問題作定性分析,探索到解題思路後,才作定量分析。
10. 高中物理應用題可以用圖象法解嗎
可以圖像法,但是圖像法麻煩的地方在於一些物理量大小相等,比如V-T圖像中面積和位移,如果你說面積就是位移那就會扣分的。所以要用圖像法,就要把裡面一些物理量說清楚。
建議最好用一般規律和推論。