浅谈物理常用的思维方法

陆玉逵

摘要：在讨论一个物理变化过程时，对其中的各个量或量的变化关系进行分析，寻找到整个过程中或过程发生前后存在着的不变关系或不变的量，则成为研究这一变化的过程的中心和关键.这就是物理学中最常用到的一种思维方法——守恒法.所谓“守恒”，就是系統内物体之间的某些量要相互传递或物体的某些量要相互转化，但总量保持不变.运用守恒的思想方法解题可以避开状态变化的复杂过程，使问题大大简化.

关键词：物理；思维方法；守恒思想

自然界里各种运动形式虽然复杂多变，但变化中存在不变，即某些量总是守恒。守恒的观点是分析物理问题的一种重要观点，它启发我们可以从更广阔的角度认识到系统中某些量的转化和转移并不影响总量守恒。根据守恒定律来研究某一系统发生的物理现象或变化过程，其最大优势是可以不追究过程的细节而直接建立初末状态守恒量之间的联系.运用守恒的思想方法解题的关键是，确定所研究的系统是否满足守恒的前提条件，或者能够在复杂的物理过程中巧妙的选择符合守恒条件的系统。

1守恒思维法简介

人们在认识客观世界的过程中积累了大量的经验，总结出许多守恒定律.建立在守恒定律之下的具体的解题方法这就是物理学中最常用到的一种思维方法——守恒法.守恒法可分为：动量守恒法，能量转化与守恒法，机械能守恒法，电荷守恒法及质量守恒法等.

1.1能量守恒定律。能量守恒定律极大地推动了近现代科学的发展，从本质上解决了很多以前无法解释的科学。能量的形式有很多种，如热能，动能，电能，势能，化学能等，它们之间在一定条件下会相互转换，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转移或转换的过程中其总和不变。把握整个物理过程典型时间和状态点下的能量状态，确定其能量变化类型和规律成为研究具体物理过程的关键所在。

1.2动量守恒。如果没有其它力，或外力与物体之间的相互作用力比较可以忽略时，在系统内各物体相互作用过程中总动量守恒，即各物体任意时刻总动量的矢量和不变。就系统内单个物体，其动量的变化等于合外力的冲量，但相互作用的两物体受到的冲量大小相等，方向相反，则在动量传递过程中系统的总动量不变。

1.3质量守恒。一定的物质形式对应一定的运动和一定的能量状态，运动是永恒的，物质是不灭的。参与变化的物体质量的总和与变化后物质质量的总和相等，这就是质量守恒的观点。

1.4电荷守恒。中性的原子由带正电的原子核和核外电子组成，决定了自然界中电荷是守恒。不带电的物体通过接触，摩擦或感应的方式可以带电，带电的物体若发生中和或电荷转移现象，电荷发生消失或减少，但正负电荷总和是一定的。

2守恒思维法的解题思路

守恒定律通常是对应一个系统，利用守恒思维法分析解决物理问题的基本解题思路为：

2.1选择研究系统，按照物理情境中物理现象发生的先后顺序，理清物理过程和状态，建立物理模型.

2.2详细分解整个系统中存在相互作用的物体，以及各个相互作用物体之间是否有作用力或相互做功，从而导致能量转化和转移，电荷转移等。确定研究对象相互作用的本质，确定守恒类型.

2.3针对某一具体过程或整个过程，确定研究对象的初、末状态对应的物理量.

2.4准确选择守恒表达式，列出守恒方程.

2.5对方程求解，并据物理意义对结果作出表述或检验.

3守恒思维法在应用中的几种常见错误

3.1守恒定律适用的成立条件理解不透导致的失误：必须要以判定守恒的条件为前提，。机械能守恒的条件是整个过程中只有重力或内部弹力做功，没有其他外力做功（或其他外力做功为零），即机械能是否守恒，要看做功情况；动量守恒的条件是系统不受外力（或系统所受外力之和为零），即动量是否守恒，要看外力情况。其他外力做功，若无其他外力做功（或其他外力做功为零），则系统机械能守恒。对于冲量，它是改变物体动量的原因，而与机械能是否守恒无关。即冲量为零，只能说明物体的动量会发生变化，而物体的机械能不一定守恒，即动量是否变化不是看功，而是看合外力的冲量。

3.2物理过程不清，忽视一些细微过程：在有些题目中，常常会涉及短暂的物理过程而导致能量损失。忽视瞬间过程导致的失误，比如：绳的绷紧，物体间的碰撞等。为了弄清题目中所涉及的物理过程，分析情境非常重要，画物理状态示意图或物理过程示意图是展示物理情境的一种最主要的手段。中学物理问题中常用的图景分析有：受力图景分析、运动图景分析、能量转化图景分析等；因此，学生必须依据自己的想象能力，想象物理图景，去认清题目所描述的物理过程。

4守恒思维法的总结

守恒思维法可以避开状态变化的复杂过程，使很复杂的物理问题和物理过程得到简化，使解题效率大幅提高，另外在常见解题过程中还应熟练掌握守恒的关键表达式，在学习和解题过程中注重归纳总结相应的物理模型，例如轻连绳模型，轻连杆模型，轻弹簧模型，熟练掌握这些模型中的守恒解题方法。应用守恒定律往往会给我们解答中学物理带来方便，甚至有些应用具体物体物理规律或方法不能解或计算过程很复杂，运用守恒定律却迎刃而解。但必须说明的是并不是所有的物理题都非用守恒定律去解，如题目涉及求加速度和时间等问题。但是首先考虑应用有关的守恒定律去求解，然后根据具体情况再选择其它具体的物理规律去求解，这不失为一种有效的解题思维方法。