探析高中物理解题思维的培养

摘要：运动学是高中物理课程中一个重要的学习模块，也是培养学生科学思维的重要载体.因此，如何培养学生在解答运动学问题时的思维能力，是一个需要重点关注的问题.文章以运动学为例，结合实例，探讨了几种常见的物理解题思维.

关键词：高中物理；解题思维；运动学

中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1008-0333（2024）27-0068-03

物理解题思维是指在解决物理问题时，运用物理知识和思维方法，通过分析、推理、计算等步骤，找出问题的解决方案的思维过程[1].培养物理解题思维能够帮助学生更好地理解和掌握物理知识，提高解题能力和创新能力[2].

1逆向思维——另辟蹊径

与常规的正向思维不同，逆向思维不是从已知条件出发直接寻求解决方案，而是从预期的结果或目标开始，反向推理回溯到可能的起因或解决步骤.

例1小宋同学的身高是1.70 m，他在指示牌正下方原地竖直向上跳起，手指恰好能摸到指示牌的下边沿.已知指示牌下边沿到地面的竖直距离是2.50 m.请问小宋同学双脚离地时的速度大小最接近于多少？

A．0.5 m/sB．3 m/sC．6 m/sD．9 m/s

详解小宋同学起跳后做匀减速直线运动，采用逆向思维，小宋向下做匀加速直线运动，由v2-0＝2gh，解得v＝2gh.结合生活实际可知，原地站立且胳膊向上伸直时，手指离地高度约为2.1 m，则h＝2.5 m-2.1 m＝0.4 m，代入数据解得v≈3 m/s，B正确．

点拨逆向思维是一种跳出常规、打破传统思维模式的方式，它可以帮助我们拓宽思维方式，提高思维的灵活性和创新性.有些问题如果按照正向思维，可能会涉及非常复杂的计算和推理.但是如果采用逆向思维，从结果出发，反过来推导问题的起因，往往可以大大简化问题，使问题变得容易解决.2图像法——立竿见影

图像法是高中物理解题中一个重要的辅助工具，有助于学生直观地观察物理量之间的关系，从而快速找到解题的切入点和解决方法，提高解题的准确性和效率.

例2小明想要对飞机着陆时的速度进行估算.假设飞机在平直的跑道上进行加速度恒定的匀减速运动，已知其滑行的距离为x，从落地至完全停止所花费的时间为t.根据调研，小明发现自己的假设不正确，在实际情况中，飞机的加速度大小并不是恒定的，速度越大，其所受到的阻力也会越大，那么该飞机落地时的速度大小应该为（）.

A．v＝x/t B．v＝2x/t C．v>2x/t D. x/t<v<2x/t

详解当飞机在平直的轨道上滑行时，飞机的速度会不断减小，所以其受到的阻力也会减少，因而该飞机会做加速度不断减小的变减速运动.作出飞机的速度时间图像，如图2所示，虚线代表的是飞机做匀减速运动，此时的平均速度v-＝v/2＝x′/t.曲线代表飞机做的是变减速运动，在速度时间图像中，曲线和时间轴所围成的面积代表运动的位移，因此，二者围成的区域面积为x，则平均速度v-＝x/t.由图像可以看出，x′>x，所以有：x/t<x′/t＝v/2，即v>2x/t.答案为C.

例3一个屋檐距离地面45米，每隔相等的时间都会滴落一滴水.当第7滴水刚刚滴落的时候，第一滴水刚好落到地面.那么，在地球重力加速度为10 m/s2的条件下，第3滴水与第5滴水的高度差是多少？

点拨图像法能够直观地展示物理现象的发生和发展过程，帮助我们更好地理解和掌握物理规律.在物理中构建图像的原则主要是要简化问题并保持问题的本质特性不变.首先，图像要能够简化原问题，使其变得更容易理解和处理；其次，图像的构建必须遵循物理规律，不能违背已知的物理原理.此外，图像应该尽可能地反映出问题的实际情况，包括物体的形状、大小、位置等信息.

3二级结论——事半功倍

点拨在物理学习和解题中，二级结论是一种非常重要的工具，这些结论或公式往往可以直接用于解决一些特定类型的问题，避免了从基本原理出发进行复杂的推导，简化了解题过程，从而大大提高解题的效率.通过熟练掌握和运用这些二级结论，可以显著提高解题速度，节省时间.

4对称思维——举一反三

对称思维指的是运用对称性原理来简化问题和解题的思考方式.物理系统中的对称性可能是空间对称、时间对称或者其他形式的对称，如镜像对称、旋转对称等.在解题时，应用对称思维可以帮助学生快速识别问题中的对称特点，简化物理量的计算，减少不必要的步骤.

例6小明在实验室进行了一个实验，他将一个小球以一定的初速度竖直向上抛出.在小球上升的过程中，他发现在最后2 s内，小球的位移是24 m.已知小球在上升和下降过程中空气阻力忽略不计，而且重力加速度g为10 m/s2.请问，在小球下降的过程中，前2 s内它通过的位移是多少米？

A．10 mB．12 mC．16 mD．24 m

详解根据竖直上抛运动的对称性规律可知，上升过程中的最后2 s内发生的位移与下降过程的前2 s内通过的位移大小一样，所以D正确，答案为D.

点拨在物理学中，对称思维可以被看作是一种“巧妙”或者“智慧”的解题方法，而不是投机取巧.这种方法是通过观察和利用物理现象中的对称性质来简化问题，提供解题思路，从而更有效地解决问题，以更直观、更高效的方式解决问题.

5结束语

高中物理解题思维的培养对于学生理解物理概念、提高问题解决能力具有重要的作用.运动学作为物理学的基础部分，其解题思维的培养对于学生掌握物理学其他领域具有重要的示范作用.因此，教师在进行高中物理教学时，应注重学生解题思维的培养，通过清晰的概念讲解、合适的解题练习，以及引导学生进行自主学习和探索性学习等方法，提高学生的思维素养.参考文献：

［1］ 丁洪良.凸显物理思维透视本质巧解题：2022湖北高考压轴选择题赏析[J].中学物理教学参考，2023，52（06）：64-65.

[2] 冯峰.高中物理解题思维方法的探究与运用的分析[J].数理化解题研究，2022（30）：74-76.

［责任编辑：李璟］