加强物理教学培养学生定性推理能力探究

周朋

摘 要：严谨的数学推理和精当的公式运用是解答物理问题的有效方法，必要的定性分析是指明解决问题方向的有效手段。文章从物理科学思维培养的角度分析物理定性推理能力的含义，探讨高中物理定性推理能力的培养方法。

关键词：物理;科学思维;推理能力;定性分析

中图分类号：G421;G633.7文献标志码：A文章编号：1008-3561（2019）12-0031-01

一、物理定性推理能力的含义

物理定性推理能力是指个体通过对物理情境的分析抽象出物理模型，并运用物理概念和物理规律对其关系与因果性进行定性的推理，从而有效完成物理求解任务的能力。物理定性推理能力的高低与学生对物理情境的分析和表征，以及对物理概念和规律的理解密不可分。定性推理能力的提高是培养学生物理科学思维能力的必要基础。

二、高中物理定性推理能力的培养探究

例1：讨论等量同种电荷中垂线上的场强大小。

定性分析：如图1所示，两等量同种正电荷在连线中点处的场强大小相等，方向相反，所以等量同种电荷连线的中点场强为0，两电荷在无限远处的场强也为0。而中垂线上除中点外任取一点，其合场强大于0，方向沿中垂线向外。因此可以判断，从中点向两侧无穷远，场强先变大后变小，且从电荷连线中点到无穷远处之间一定有场强最大的位置。

例2：如图2所示，置于固定斜面上的物体A受到平行于斜面向下的力作用保持静止。若力F大小不变，将力F在竖直平面内由沿斜面向下缓慢地转到沿斜面向上（转动范围如图2中虚线所示），在F转动的过程中，物体始终保持静止。在此过程中，物体与斜面间的（ ）。A.摩擦力可能一直增大，B.摩擦力一定一直增大，C.摩擦力可能先减小后增大，D.摩擦力可能一直减小。

定性分析：若力F较大，当力F平行于斜面向下时，斜面对物体的摩擦力沿斜面向上;当F平行于斜面向上时，斜面对物体的摩擦力沿斜面向下，所以将该力F在竖直平面内由沿斜面向下缓慢地转到沿斜面向上的过程中，斜面对物体的摩擦力先沿斜面向上减小到零再改为沿斜面向上增大。若力F较小，当力F平行于斜面向下时，斜面对物体的摩擦力沿斜面向上;当F平行于斜面向上時，斜面对物体的摩擦力还是沿斜面向上。所以将该力F在竖直平面内由沿斜面向下缓慢地转到沿斜面向上的过程中，斜面对物体的摩擦力方向一直向上，逐渐变小。故这道题C、D是正确的。

例3：如图3所示，水平圆盘上有两个质量相等的、可以看作质点的小物块A、B，它们之间的连接细线经过圆心，与圆盘间的动摩擦因数大小相等，且OB=2OA。开始时，细绳仅处于伸直状态，没有张力，现在让圆盘从静止开始绕着竖直轴做转速越来越大的转动，直至刚要滑动，则以下说法正确的是（ ）。A.细绳中的张力从转动开始一直逐渐增大，B.物块A的摩擦力先变大后变小，C.物块A的摩擦力先沿半径指向里再指向外，D.物块B的摩擦力先沿半径指向外再指向里。

定性分析：假设没有绳子，圆盘绕着竖直轴以较小的转速转动时，A、B做圆周运动的向心力由摩擦力提供，其摩擦力总是指向圆心且大小随转速增大而增大。由于B做圆周运动的半径大，所以B受到的摩擦力先达到最大摩擦力，先发生滑动，这时候AB之间的细绳开始有张力。定性思考：若圆盘转速较大时，AB会有向B的一侧滑动的趋势，则A受到的摩擦力是背离圆心指向外。故细绳中刚开始没有张力，A选项错误;物块A受到的摩擦力先指向里变大，再变小到零，然后改变方向向外变大，B错误，C正确;物块B受到的摩擦力一直是向里，D错误。

例4：如图4所示，物体A和B的质量均为m，且分别与跨过光滑轻质定滑轮的轻绳连接，在用水平变力F拉物体B沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中，下列说法正确的是（ ）。A.物体A也做匀速直线运动，B.物体A做匀加速直线运动，C.绳子对物体A的拉力等于物体A的重力，D.绳子对物体A的拉力大于物体A的重力。

定性分析：物体A上升的速度等于滑轮到物体B之间细绳变长的速度，当物体B在滑轮的正下方（即α=90°）运动时，细绳长度不变，A的速度为零;随着α角减小，A开始向上运动，且速度增大，若细绳无穷长，当向右运动无穷远时，细绳的变长速度无限接近B的速度，即最终A的速度无限接近B的速度，则A的加速度趋向0。故物体A做加速度减小的变加速运动，选项A、B错误;物体A运动的加速度向上，则物体处于超重状态，即绳对物体A的拉力大于重力，故选项D正确。

参考文献：

[1]林明华.高中物理教学质量的提升需要“慢”教学[J].中学物理教学参考，2015（05）.

[2]林明华.高中物理教学中科学思维教育的落实[J].物理教学探讨，2018（10）.