（原创）《高中物理思维方法集解随笔》系列——物理思维及其过程再析（上）

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1、物理思维及其过程再析（上）——《高中物理思维方法集解》随笔系列山东平原一中魏德田关于物理思维及其过程的讨论，本来就是一个耐人寻味而且比较复杂的大问题。除前文《物理思维及其过程浅析》所讨论的内容而外，笔者以为很有必要再继续对其他几个有关问题展开进一步的探讨。一、物理习题解决的思路在解决物理习题的过程中，解题的思路是不可或缺、永远也绕不开的必要话题。实际上，解决一切物理习题，无论力学中的力-动问题、功-能问题或冲-动问题，还是电学中的电场力做功问题、带电粒子的直线加速问题，抑或安培力做功问题、洛伦兹力作用下的磁偏转问题，乃至

2、理想气体状态变化、热力学第一定律、光的反（折）射、干涉、偏振，原子的能级跃迁、光谱分析、光电效应、核反应等等等等，都有一个共同的、通用或具有普适价值的思路，那就是按形象思维、逻辑思维、数理思维到系统思维等顺序，加之径向、旋向思维的有效配合而进行的多角度、全方位、分层次的立体完整的思维路径。原则上，它既可解决比较简单、容易的低、中难度物理习题，也可以解决非常复杂、极其困难的物理习题。在思维或解题理论当中，此可谓解决所有物理问题的共同、通用的基本思路。在此加以补充和强调，毋庸赘述。下面，谈谈物理习题解决的思路搜索问题。所谓思

3、路搜索，亦即依据思维的方向（或顺序）如何搜寻正确的解题思路的问题。一般地，思路搜索可分为正（顺）向搜索、负（逆）向搜索、双向搜索、多向搜索等。通常，正向搜索、负向搜索又可称为正向思路、负向思路，双向搜索、多向搜索也可称为双向思路、多向思路。双向思路不过是正向思路、负向思路的综合应用，多向思路则具有发散性、创造性和敏捷性等等。13这里，主要介绍正向搜索和负向搜索等两种思维模式。解题思路的正向搜索，按照从已知（初始）条件-中间条件-待求结论的顺序进行。正向搜索又可分为顶针式和分岔式等。（一）正向搜索⑴顶针式搜索：【例题1】（

4、必修二例题）一架喷气式飞机，质量m=5.0×105kg,起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到l=5.3×102m时，速度达到起飞速度v=60m/s.在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍。求飞机受到的牵引力。【解析】按“正向搜索的方法”，依据动能定理解答，合外力对飞机做的功等于其动能的增加。由于初速度为零，依“已知-可知-欲知”模式，并以“灰色字体”表示中间、最终未知量，从而得mv2/2=Fl由此，我们容易求出合外力F，这就是一个“可知”的中间态.然后，分析飞机受的力，同理，可知，F=F牵-f合外力联系了牵引

5、力和阻力。然后,联立以上两式，可求出F牵=F+f=mv2/2l+f接下来，代入已知数据，最后求出F牵=1.8×104N.【点拨】展现逻辑思维的“象态链”表示为顶针式：⑵分岔式搜索：特点，“象态链”分叉，先由已知条件，沿正向寻求出多个可知，再由可知推进到欲知。适用于解决比较复杂的问题。分岔，并不是每一串都是有效的。【例题2】在图—1中的电路中，电源的电动势E=1.5V，内阻r=0.5Ω，电流表满偏电流Ig=10mA，电流表电阻Rg=7.5Ω,A、B为接线柱。（选修3-1P64）⑴用一条导线把A、B直接连起来，此时，应把可变

6、电阻R113调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流？⑵调至满偏后保持R1的阻值不变，在A、B间接入一个150Ω的电阻R2，电流表指针指着多少度的位置？图—1⑶如果把任意电阻R接在A、B之间，电流表读数I与R的值有什么关系？【解析】⑴此时，可把电流表视为一个等效电阻Rg+r.采用顺向搜寻法，从多个已知象态E、r、Ig和Rg追逐到未知象态。从而，由闭合电路欧姆定律，可得代如已知数据，由此可求出可变电阻R1的值⑵若保持R1的阻值不变，在A、B间接入一个150Ω的电阻R2时，同理，由已知E、r、Rg、R2和“过渡象态”的新已知R

7、1、追逐到未知象态I1。再代入相关数据，从而又得表示此时电流表指示在5mA的位置。⑶把任意电阻R接到A、B之间，设电流表读数为I，同理，则由此求出【点拨】此题的展现逻辑思维过程，其“象态链”(‘象’，指思维对象的符号)为顺向二分岔式。13其他顺向多分岔式等更复杂的情况，另作别论。解题思路的负向搜索，按照从待求结论-中间结论-已知（初始）条件的顺序进行。中间条件扮演者双重角色，也可同时是中间结论。负向搜索也可分为回扣式和双（多）回扣式等。（二）负向搜索⒈定义：所谓负向思路，即从题目的“末态”结论出发，向“过渡态”结论或“初

8、态”条件方向推进的思维路径。或作逆水寻源或执果求因思路。⒉搜索模式：在思维过程中，我们应当首先考虑到“题目的“末态”结论（欲知）是什么？要求出“末态”结论，需要什么条件（需知）？是初态或过渡态？”然后再考虑“要获得这些条件（需知），又要做些些什么？”如此等等。即由后向前朝那些我们“力所能及”的已知条件、过渡条件等等逆