高中物理常用解题思想的应用教学

摘 要：高中物理蕴含有很多的解题思想.本文结合具体案例探讨模型思想、数形结合思想、微元思想、对称思想、在解题中的应用，使学生亲身感受解题思想的具体应用过程，指引其以后更好的解题.

关键词：高中物理;解题思想;应用;教学

中图分类号：G632      文献标识码：A      文章编号：1008-0333（2021）36-0056-02

将解题思想用于解题中可少走弯路，迅速找到解题思路，提高解题效率，因此，高中物理教学中应将解题思想纳入教学的重点，尤其结合具体习题，做好常用解题思想的应用讲解，使学生掌握相关解题思想的应用细节，启发学生以后更好的解题.

一、模型思想的应用教学

高中物理涵盖很多的模型，如轻杆（绳）速度分解模型、人船模型、子弹打木块模型等.解题中应用这些模型，可使学生少走弯路，迅速的找到正确的解题思路，保证习题的正确解答.

如图1所示，有一沿水平方向做匀速直线运动的半径为R的半圆柱体，半圆柱面放置一根只能竖直方向运动的竖直杆，在竖直杆未达到半圆柱体的最高点之前（  ）.

A.半圆柱体向右匀速运动时，竖直杆向上做匀减速直线运动

B.半圆柱体向右匀速运动时，竖直杆向上做减速直线运动

C.半圆柱体以速度v向右匀速运动，竖直杆向上的运动速度为vtanθ

D.半圆柱体以速度v向右匀速运动，竖直杆向上的运动速度为vsinθ

该题目灵活考查了轻杆速度分解模型，圆柱体向右运动使得AO绕O点逆时针转动，并且向上推动A点，使竖直杆向上运动.由杆的速度分解模型可知，以O点为研究对象时v1sinθ=vA，而A点的速度即为竖直杆的速度，即，v1cosθ=v，则vA=vtanθ.竖直杆达到半圆柱体的最高点之前θ变小，由三角函数知识可知，BC两项正确.

二、数形结合思想的应用

数形结合思想是一种重要的思想.对于部分高中物理学习而言，采用常规的解题思路不易理解，解题难度较大，如画出相关的图形，能够直观的展示相关参数的变化，运用所学物理知识顺利求解.

如图2甲， A、B为粗糙绝缘水平面上相距为6L的两点.在两点点分别固定电量不同的正电荷，其中B处电荷的电荷量为+Q，对应的坐标关系如图2乙所示.AB连线之间电势φ与位置x之间的关系如图所示.其中x=L为图线的最低点且x=0处的纵坐标φ=25φ063，其余点的电势已标注在图中.将一可视为质点质量为m，电量为+q的带电物体静止放在x=-2L的C点，物块随即向右运动，若其刚好能到达x=2L点，则A点电荷电荷量以及水平面间的动摩擦因数μ为（  ）.

A.+4Q、qφ014mgL    B.+4Q、qφ07mgL

C.+3Q、3qφ014mgLD.+3Q、2qφ07mgL

该题将图象与静电场知识相结合，需要学生能够搞清楚图象变化表示的含义，透过现象看本质.解答该题需要从给出的图象中由图，提炼出有用信息，对学生的读图能力具有一定要求.在x=L电势最低，切线为零，表明合场强为零，则由kQAr2A=kQBr2B，解得QA=+4Q.另外，由图2乙可知从x=-2L到x=2L的过程中电势先降低后升高，对于正电荷而言电场力先做正功后做负功.以整个运动过程为研究对象，由动能定理可得：qU-μmgs=12mv02-0，U=φ0-3φ07，s=4L，联立解得，μ=qφ07mgL，选择B.

三、微元思想的应用教学

微元思想在高中物理中时有考查.对于一些研究对象无法直接运用物理定律进行解答时可将其划分成若干微元.以微元为研究对象，便可使用高中阶段所学的物理知识求解.教学中应为学生灌输这一思想，使学生理解微元思想的本质，把握运用微元思想解题的思路以及细节，并示范微元思想在解题中的应用，提高学生运用微元思想解题的意识.

如图3，一半径为R的导电圆环处于某一发散的磁场中，环面的对称轴MN为竖直方向，该磁场中与圆环相交的磁感线反向延长线交于对称轴上的某点，磁感线与对称轴成θ角，圆环上各点的磁感应强度B大小相等，若圆环上通有如图所示的电流I，则导电圆环受到的安培力方向及大小为（  ）.

A.豎直向上，2BIR  B.竖直向上，2πBIRsinθC.竖直向下，2BIRD.竖直向下，2πBIRsinθ

习题中涉及的磁场是发散的，而且导电体并不是直导线，因此，无法直接套用安培力的计算公式，此时可考虑使用微元法进行分析.对整个圆环而言，水平分力平衡，因此，导电圆环受到安培力的方向竖直向上.F竖=F安sinθ=BIΔlsinθ.则整个圆环受到的安培力F=BIsinθ（Δl1+Δl2+Δl3+…+Δln），又∵Δl1+Δl2+Δl3+…+Δln=2πR，则F=2πBIRsinθ，因此，B项是正确的.

四、对称思想的应用教学

对称思想是高中物理中常用的思想，尤其在分析运动学、电学相关习题时，运用对称思想既能很快的找到解题思路，又能简化计算过程，提高解题正确性.教学中为学生讲解对称思想，给学生留下大致的印象，而后围绕学生所学设计相关问题，及时组织学生进行训练，使其掌握对称思想应用技巧.

如图4所示，M、N为真空中的两根完全相同的均匀带正电绝缘棒，所带电荷量相同，且平行正对放置，两棒中点分别为O1、O2，a、b、c、d、e为O1O2连线上的六等分点，a处固定一带正电的点电荷.c、d两处的场强大小均为E0，方向相反，则b处的场强大小为（  ）.

A.E0  B.13E09  C.23E09  D.49E09设六等分点之间相距为r，根据已知条件可知：在c点E0=kQ（2r）2，在d点E0=E-kQ（3r）2，则E=13E09，方向向左.由对称性可知，b点的合场强为13E09，方向向右，因此，b点的场强大小为Eb=E+kQr2=13E09+4E0=49E09，D项正确.

解题思想是对解题思维的浓缩，用于解题中可获得事半功倍的效果，因此，高中物理教学中应意识到解题思想发挥的重要作用，结合自身教学经验，做好物理解题中常用思想的总结，结合具体教学内容，为学生认真灌输相关理论，尤其做好相关习题的筛选，注重解题思想的应用讲解，加深学生对解题思想理解的同时，掌握相关的应用技巧以及注意事项.

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[责任编辑：李 璟]

收稿日期：2021-09-25

作者简介：丁金龙（1971.1-），男，大学，中学高级教师，从事高中物理教学研究.