高中物理解题中分类讨论思想的运用
2018-03-22林永健
摘要:物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科,物理学研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律。高中物理作为高中理科生学习过程中的一门重要学科,在力学、电学、分子运动等多个学习板块中都需要运用到分类讨论的思想把复杂问题进行分解,进而全面地讨论解决问题。因此本文将围绕高中物理解题中具备分类讨论思想的重要性、在解题过程中运用分类讨论思想的原则和基本步骤以及在高中物理解题中分类讨论思想的具体运用三个方面讨论高中物理解题中分类讨论思想。
关键词:高中物理解题;分类讨论;运用
一、 引言
所谓分类讨论思想,是指在解决一个问题时,无法用同一种方法去解决,而需要一个标准将问题划分成几个能用不同形式去解决的小问题,将这些小问题一一加以解决,从而使问题得到解决。而高中物理作为学生们开始进行普遍和宏观性的接受物理知识的起点,分类讨论思想是其在学习过程中必须学习和掌握的一项基本技能,而我们通过从高中物理课本上将物理学分为力学、热学、电磁学、光学、原子。
物理等模块也恰好地体现了高中物理学习中分类讨论思想的起点。
二、 高中物理解题中具备分类讨论思想的重要性
分类讨论本身就是一项逻辑性十分严密、考虑问题十分周到的思想方法,不仅在人类的自然科学领域里有十分广泛的运用,就是在社会科学领域的研究里也成为人们必需的一项思想工具。而在高中物理学科的解题中,教导学生们学会使用分类讨论思想并且自觉地运用分类讨论的思想去解决问题,不仅可以将看似冗长复杂的物理问题清晰地进行分析简化,促进学生们的理解,最后通过分类的解题思路列出每一种情况下的每一个不同答案,得出准确的答案,而且可以培养学生们全面看待问题的能力,这将运用到学习的各个方面,促进学生们的全面发展。
高中作为学生们学习过程中的一个过渡阶段,其各个学科都已经形成了较为系统和完备的体系,通过对各项相关的知识点的整合使各个学科在学习过程中都有相应的独立完整的版块,而板块与板块之间又有相互联系互相补充提高的部分。由分散和杂乱的知识点到完整和系统的知识系统是学习阶段不断提高的必然结果,而高中物理通过分类形成的各个知识模块的正是契合了这一点。高中物理的学习是一项由分到合、由繁到简的系统性工程。它不仅要求学生们对各个分散的知识点的简单理解记忆,更要求学生们自主地对知识点进行概括和总结,系统分类。
三、 高中物理解题中,运用分类讨论思想的基本原则和步骤
分类讨论的题目一般较为复杂,一道题里面可能需要综合许多模块的知识点,对学生们的发散性思维以及探索和逻辑思维要求较强。所以,在解决这样的问题时要遵循特例优先、不重不漏、差异分析以及逐层讨论的四大原则。特例优先就是指在解决某些问题时,往往存在着一些特殊的情况,或者某些隐藏的个例,在已有的公式、方法以及结论上都不成立时,要求我们对这些特例具有高度的敏感度,进行分类讨论的时候,应当提高特例优先的意识。不重不漏原则主要是针对第一步说的,对象进行分类时,应当充分地理解题目设置的目的及其内涵,对讨论对象进行明确的分类,避免遗漏以及增根现象,实现不重不漏。差异分析原则要求我们在分类讨论时,充分地抓住讨论对象的特性,对不同对象的差异进行分析,从而得到对象的分类参数。最后,逐层讨论的原则要求我们进行分类讨论时,应当掌握好层次性,具体来说,对某一子问题分类讨论后,没能解决的问题,应当对问题继续进行分类讨论.对不同的子问题进行分类讨论时,做到不错位,不混乱,层次分明,逐级进行。
物理解题中运用分类讨论方法的基本步骤是首先要明白分类讨论的对象,在脑海中形成全部要讨论的情况的思路;其次是要对所要解决的问题选择合理高效的分类标准,以简要性为目的进行层次分明、条理清晰的分类;再次,对每一项分类标准下进行全面的讨论,列好各项公式;最后,进行归纳整理,得出全面准确的答案。
四、 高中物理解题中,分类讨论思想的具体运用
高中的物理习题中许多问题都会涉及需要运用多个知识点进行分类解答,许多问题在自身问题设计复杂的同时还涵盖了多个物理学研究对象,这些较为繁琐的物理问题如果学生们单纯运用章节所学知识去考虑解答,要么是无从下手要么是得不出正确的答案。
例如图所示,把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上,在桌面的另一处放置带电小球B.现给小球B一个垂直AB连线方向的速度v0,使其在水平桌面上运动,则()
A. 若A、B为同种电荷,B球一定做速度变大的曲线运动
B. 若A、B为同种电荷,B球一定做加速度变大的曲线运动
C. 若A、B为异种电荷,B球可能做加速度、速度都变小的曲线运动
D. 若A、B为异种电荷,B球速度的大小和加速度的大小可能都不变
该题考查力电结合下的曲线运动,属中档题目,考生容易考虑不全,有较高区分度,因为这正是考查学生在学习物理过程中是否学会了以分类讨论的思想全面地看待问题的能力。
答案解析如下:
(1)若小球A、B带同种电荷,则B球受斥力会远离A球,斥力做正功,B球速度变大,加速度变小,选项A正确,B错误。(2)若小球A、B带异种电荷,当引力恰好等于时B球做匀速圆周运动,加速度、速度的大小都不變,D正确。(3)当引力恰好小于时B球会远离A球,引力做负功,速度、加速度都变小,C正确。
通过对以上一道简单的分类讨论物理题的分析,我们可以了解到高中物理分类讨论思想无处不在,且其多以学生们是否掌握了这项思想能力而非以数学解题或者是较强的理论知识点作为考查重点。
五、 结语
综上所述,学生们在高中物理解题中应当认识到分类讨论思想的重要性,在日常的学习当中善于总结问题,培养自己的包括分类讨论思想在内的数理化逻辑思维,而非机械式的就题做题,在学会用分类的思想解决问题的同时培养自己学习物理的兴趣,学会学习。
参考文献:
[1] 杨泰.分类讨论在高中物理解题中的应用探析[J].中学生数理化(学习研究),2016(11):38.
[2] 葛旭仑.分类讨论思想在高中物理解题中的应用研究[J].高中数理化,2016(16):31.
作者简介:林永健,福建省龙岩市,龙岩市第九中学。