书城教材教辅初中生如何有效地提高学习成绩
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第32章 物理实用学习法(3)

运用概念辨析法的一般步骤是:①分析研究题目所给条件和提出的问题。②回忆有关概念的内涵与要点。③用概念去辨析题目所给的条件与问题。④进行分析、判断、推理,综合得出正确结论。

如《力和运动》一章运用概念辨析法解题的前提是对力的概念、惯性、惯性定律、力和运动关系要理解透彻,认识清楚,要能记住概念的内涵和要点。知道力的物质性,力的作用离不开物体,不论是直接接触物体间的相互作用力,还是不直接接触物体间的作用力,有力就一定有施力物体和受力物体,力发自于物体又作用于物体,在受力分析时,找不出施力物体的力是不存在的。对重力、弹力(指拉力、推力、提力、压力、举力、支持力等)和摩擦力的区别和联系;惯性和惯性定律的区别和联系;平衡力和相互作用力的区别和联系的正确掌握是做好概念型习题的关键。

运用概念辨析法研究力和运动关系的问题时正确进行受力分析或运动状态的分析至关重要。受力分析要有条理性:一般按重力、弹力、摩擦力顺序寻找,也可以按方向寻找,如水平方向受的力、竖直方向受的力。运动状态的分析较简单,一般只有静止、匀速直线运动和少量变速运动,只有受力情况、运动情况分析清楚了,才能正确辨析。

又如对密度这一概念的解析:

某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。密度的计算公式是

ρ=mV.

在国际单位制中,密度的单位是千克/米3。实际使用时,密度的单位还可以取克/厘米3。1克/厘米3=103千克/米3。

应当注意,密度是物质的一种特性。特性指某种物质所特有的、能够与其他物质相互区别的性质,形态、颜色、软硬等都是物质的特性。每一种物质都有一定的密度,不同物质的密度不相同,我们可以通过密度区分不同的物质。

对于ρ=mV不能从数学的角度理解为密度和质量成正比,密度和体积成反比。因为密度反映物质的一种特性,不随质量和体积的变化而变化。当物体的质量增大(或减小)多少倍,其体积也增大(或减小)多少倍,质量m与体积的比值不变,即密度不变。如一块砖分成大小不等的两块,每小块砖的密度仍和整块砖的密度一样。

对于同一种物质,它的密度是不变的说法是有一定条件的。如同一种物质在不同的物态(固态、液态、气态)和条件(温度)下,其密度也是不同的。如冰融化成水,密度增大了,但质量是不变的。

6.解题方法六:数学法

物理和数学是两个关系极为密切的学科,数学知识是研究和学习物理的基本工具之一。在中学物理中,有许多物理概念和物理规律是用数学来表达的,还有更多的物理问题需要应用数学方法来推导、论证、计算,所以要学好物理,必须掌握好数学工具,熟悉各种数学方法在物理解题中的具体应用。常用的数学方法有:

(1)求比例

当一个或几个物理量不变时,其他物理量之间存在着一定的比例关系,这样灵活运用比例法,将相关物理公式或物理量进行对比的一种方法。比例法往往使复杂的问题简单化,简捷方便。

(2)列方程

通过对题目的分析将物理问题归结为数学问题时,设法将所求的问题化为一些确定的未知量,再将条件所规定的已知量与未知量之间的关系具体化。根据情况,把未知量、已知量合在一起,依据物理规律列出等式,建立方程(或方程组)求解。

(3)图像法

图形是联系抽象理论与形象实际的思维桥梁。物理中的图形种类很多,有一定随意性的示意图,有按一定要求的图示,有几何图,还有坐标图等等。当我们解答一些抽象的物理问题时,就可以利用图形来抽象问题的形象本质,帮助思维,给问题的解决带来方便。

(4)极值法

当事物从一种状态突变为另一种状态时,在转变处必然存在一种极值。例如当由大变小又突然变大时,就必然存在一个极小值。这种极值问题无论在数学上还是物理上,都是一个十分灵活的方法,若求出极值就能反映出物体的变化规律。

四、学习物理的思维方法

物理学科是对形象思维和抽象思维都要求很高的学科,由形象思维开始(研究物理现象),然后向抽象思维过渡(概括出规律),这就是物理学习的思维规律。在整个中学阶段,物理学习都应该十分重视逻辑因果思维的强化训练。

1.思维方法一:归纳法

物理归纳思维法就是指在物理学习中从个别特殊事例到一般普遍规律进行推理的思维方法。

例如,动能定律是应用很广泛的物理规律。在中学教材中,往往先证明初速度不为零的运动物体受到与运动方向相同的恒定的外力作用下,外力对物体所能做的负功等于物体动能的减少;最后推广到物体受到几个力的作用,各外力对物体所做功的代数和等于动能的变化,从而推断出结论:外力对物体所做总功等于物体动能的增量。

在使用归纳推理思维法时,要注意以下几点:第一,推理的前提必须正确;第二,推理过程要符合规则;此外,还要注意到被归纳的对象尽可能多而全,否则会产生以偏概全的错误。

2.思维方法二:演绎法

此方法是指由一般到个别进行推理的思维方法。应用时,通常把一般判断作为推理的出发点,这叫做大前提;把叙述的中介判断称为小前提。由大前提和小前提推断出的结果叫做结论。这种演绎推理过程,就是形式逻辑中著名的三段论。

例如,在研究导体与绝缘体时,知道:凡是金属都能导电(大前提),水银是金属(小前提)。所以,水银能导电(结论)。

随着近代科学日益理论化、体系化,演绎思维将显得更为重要。爱因斯坦指出:“适用于科学幼年时代以归纳为主的方法,正让位于探索性的演绎法。”但需指出:演绎思维推得的结论还须与客观事实相对照,若发现错误还需及时修正。

3.思维方法三:类比法

这是一种由特殊情况到特殊情况的推理方法。此类方法是根据两个对象之间,在某些方面的类似性或同一性,以此类推出它们在其他方面也可能类似或同一。

青年时代的伽利略,观察教堂顶悬挂的油灯在摆动,发现吊灯的摆动幅度尽管越来越小,但每次摆动的时间似乎是相等的,由此类比推理出单摆振动的等时性。

类比推理是一种富于创造性的思维方法。当资料很少还不足以进行归纳和演绎的条件下,类比推理可以充分发挥优势,凭借稀少的知识和个别熟悉的对象,推测出未知事物的客观规律,当然这种推理是否正确,还必须经过实践的检验。

4.思维方法四:数理结合思维法

这是一种把物理知识与数学知识在头脑里结合起来进行数理结构的综合思维,进而产生数理结合功能,体现出数理结合能力的思维方法。

中学物理中,大量的题目是以n元一次方程组的形式出现,少量的则要解一元二次方程。惟有在完全弹性碰撞中才出现二元二次方程组,运用降元法,化为二元一次方程组,然后求解。此外,极值问题可谓中学物理中的一类难题,求解时,按题目要求,根据物理规律列出函数关系式,再依函数式的特点,运用适当的数学方法求取极值。

但要注意,运用数学解决物理问题,必须以物理实验、物理概念和物理规律为依据,然后借助于数学分析法,不能撇开实验、概念、规律和具体的物理过程,去追求数学的分析推理。

5.思维方法五:求异法

这是一种有意训练自己敢于质疑、发挥创造、独立求新的思维方法。求异思维时要牢牢把握住四个基本特点。

(1)多端性。指从多种途径思考问题,用多种方法解决问题,既可以是过去的,也可以是现在的,甚至可以是将来的;既可以是已知的,也可以是未知的;既可以是错误的,也可以是正确的;既可以是纵向的,也可以是横向的;既可以是动态的,也可以是静态的;既可以是顺向的,也可以是逆向的,等等。

(2)独特性。指打破常规,克服思维定势的负效应,标新立异,开拓创造,与众不同地思考和解决问题的方法。

(3)逆众性。指的是对已知的现成结论,不迷信,不盲从,不唯众,而是从新的角度加以思考、分析,找出其缺陷与不足,加以扬弃。

(4)变通性。指思考问题时,善于将某一概念或解题变通应用,能举一反三,触类旁通,从而解决一连串的相关问题。

6.思维方法六:研讨法

物理学中的隔离研讨思维有两种意思。一种是隔离法解题,就是当研究对象确认后,将这个物体(或体系)从有关的物体中隔离出来,单独进行研究与讨论,分析求解。另一种隔离研讨思维,实质上是一种取出一小段进行讨论,进行微分处理。如在变速直线运动中,整体的速度是变化的,当从中隔离出一小段,且这一小段取得很小时,可以认为这小段内速度是不变的,求其位移与时间的比值,即代表这一时刻的速度。

采用隔离法解题时,一定要注意研究对象明确,切不可张冠李戴。例如用动量定理解题,要确定哪一个物体是受到冲量的物体,它的动量如何变化,这是研讨单位单体运动。而在使用动量守恒定律解题时,则要隔离出相互作用的那几个物体组成的体系,一般以讨论双体为主。在热学和电学中,有时也要隔离出研究对象进行研讨,从而使脉络清晰,条理明白。

上篇提高各科学习成绩的有效的具体方法