高中物理教学论文 逆向思维在解力学题中的应用

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1、逆向思维在解力学题中的应用内容提要：本文通过几道物理力学题的解法分析，阐述逆向思维解题方法的几种应用：一、在解题程序上逆向思维；二、在因果关系上逆向思维；三、在物理过程上逆向思维；四在迁移规律上逆向思维。关键词：逆向思维，解题程序，因果关系，物理过程，迁移规律所谓“逆向思维”，简单说来就是“倒过来想一想”。这种方法用于解物理题，特别是某些难题，很有好处。下面通过几道力学题的解法分析，谈谈逆向思维解题法的应用的几种情况。一、在解题程序上逆向思维解题程序，一般是从已知条件到要求结果，一步步求解，通常称为正向思维。但有些题

2、目反过来思考，从要求结果到已知条件逐步推理，反而方便些。例1.站在升降机里的体重计上质量为的人。看到体重计的示数为618N，则升降机正在A．以的加速度匀加速上升B．以的加速度匀加速下降C．以的加速度匀减速上升D．以的加速度匀减速下降学生易选A而漏选D，原因何在？指出学生尚不具备逆向思维的能力。解析：本题已知条件是人的质量（m=60kg）和在电梯中的视重（F=618N），要求结果是电梯的运动状态，我们从电梯的运动状态出发，看看能不能得到已知的条件：视重F=618N。逐一选项分析：A．当电梯以的加速度匀加速上升时，加速度

3、向上，有，所以，符合已知条件，A正确；B．当电梯以的加速度匀加速下降时，加速度向下，有，所以，不符合已知条件，B错误；C．当电梯以的加速度匀减速上升时，加速度向下，有，所以，不符合已知条件，C错误；D．当电梯以的加速度匀加速下降时，加速度向上，有，所以，符合已知条件，D正确；7用心爱心专心所以本题选AD。许多物理题的命题是利用逆向思维的方法，我们解题时用正向思维的过程，即从A、B、C、D四选项逐一从选项中提供的结果，看能否得出题干给出的条件。例如对D，加速度是向上的，仍有N故超重。这种在解题程序上的逆向思维法，较多用

4、于选择题和证明题，因为此类题给出了要求的结果，便于逆推。二、在因果关系上逆向思维物理过程有一定的因果关系，通常从原因出发推导结果，称为正向思维。但有时反过来，从结果倒推原因，可称为逆向思维。在用牛顿定律解题的研究中，有两类基本问题，第一类是已知受力情况求运动情况，其解题程序是：先根据物体的受力情况，求合力，然后根据牛顿第二定律，，求加速度，最后运用运动学公式求运动情况；第二类是已知运动情况求受力情况，先运用运动学公式求加速度，然后根据牛顿第二定律，，求合力，最后求物体的受力情况（未知的力）；很显然，这两个解题程序是互

5、逆的。因为物体受力是原因，产生加速度从而做变速运动是结果，所以第一类解题过程通常认为是正向思维，第二类解题过程通常认为是逆向思维。物理过程有因果关系。一般来说，从因导果称为正向思维，学生比较习惯；从果推因为逆向思维。例2．一个质量m=0·1kg的小球，用细线吊在倾角=370的斜面顶端，如图所示，系统静止时绳与斜面平行，不计一切摩擦，求下列情况下，绳子受到的拉力是多少？（1）系统以a1=10m/s2的加速度向右加速运动；（2）系统以a1=15m/s2的加速度向右加速运动。aθ图1假设系统以加速度a向右加速运动时，小球没

6、有脱离斜面，根据牛顿第二定律列出分量式方程：y方向：FNcos+FTsin-mg=0①X方向：FTcos-FNsin=ma②联立①②两式解得：FN=mgcos-masin③FT=mgsin+macos④小球若没有脱离斜面，则应满足的条件是FN≧0，即应满足：a≦gcot=10m/s2=13.3m/s2（1）当系统以a1=10m/s2的加速度向右加速运动时，因a1

7、右加速运动时，因a2>a7用心爱心专心，可见此时小球已脱离斜面，不再受斜面支持力作用，这时小球只受重力mg和细绳的拉力FT两个力作用。如图所示，建立直角坐标系，将FT分解，列出牛顿第二定律分量式方程：FTsinα-mg=0FTcosα=ma式中α是细绳与水平方向的夹角，联立求解以上两式，得：FT==N=1.8Nα=arctan()=arctan0.6667yFTxmgFTxmg图2、图3此类逆推法也应用不少。例如在碰撞中，已知物体碰撞后的速度求碰撞前的速度，等等。三、在物理过程上逆向思维例3．下图是简化后的跳台滑雪的

8、雪道示意图，整个雪道由倾斜的滑雪道AB和着陆雪道DE，以及水平的起跳平台CD组成，AB与CD圆滑连接。运动员由助滑雪道AB上由静止开始，在重力作用下，滑到D点水平飞出，不计飞行中的空气阻力，经2s在水平方向飞行了60m，落在着陆雪道DE上，已知从B点到D点运动员的速度大小不变，（g=10m/s2），求（1）运动员在AB段下滑到B点的速度大小；（