中学物理解题思维的分析法和公式选择规则

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1、中学物理解题思维的分析法和公式选择规则广东省四会市东城中学陆以华4中学物理解题思维的分析法和公式选择规则广东省四会市东城中学陆以华摘要：物理课本中有很多的公式，在解答某一个计算问题的时候，总是只需要运用其中的一个或几个公式，绝大多数的公式并不适用，这样就突出公式选择的必要性，究竟选择公式有什么的规则，有什么样的特征，它们与题目之间究竟存在着什么特别的联系？在实际的解题思考中又应当怎样去搜索、选择这些公式？通过解题思维的分析，培养和发展学生的思维能力，提高学生解题的综合能力。关键词：解题思维分析方法选

2、择公式运用公式发展思维能力一个特定的计算题要用一个或多个公式〔定律、定理〕才能解答，不同的问题则一般要用一组不同的公式才能解答。物理课本中有很多的公式，在解答某一个计算问题的时候，总是只需要运用其中的一个或几个公式，绝大多数的公式并不适用。那些被用于解题的公式与其它公式相比较究竟具有什么样的特征？它们与题目之间究竟存在着什么特别的联系？在实际的解题思考中又应当怎样去搜索、选择这些公式？本文将围绕这些解题思维中的核心问题展开讨论。   中学物理中，寻找计算题的算法有两种基本的思维方法，即综合法和分析法

3、。这两种方法不是只适用于某一种类型计算问题的方法，而是广泛适用于初中、高中各类计算问题的思考方法。它们不仅在中学物理中有很广泛的适用意义，而且在其他一些学科中也具有重要的意义。在物理教学中，如果学生不能掌握这两种基本方法，就不能形成真正的分析、解决问题能力。让学生切实地掌握这两种方法，既是发展学生思维能力的需要，也是顺利学习物理课程的必须。由于篇幅的限制，本文只借助一些例子对分析法和相关的公式选择规则作深一步的讨论。   一、分析法及其特点众所周知，用分析法寻找计算题的解法时，总是要由题述的未知量（

4、简称为初始未知量）开始进行思考，首先考虑怎样去求这个未知量（用相应的物理量符号表示）。为此需要从众多相关的公式中选出某一个公式，并对这个公式进行某种运算，得出未知量的表达式。在这个表达式中，除了包含一些已知量之外，还会有新的未知量（用相应的物理量符号表示）出现，这时为了求初始未知量就必先求出新生的未知量，于是求初始未知量的问题就转变为求新生未知量的问题。当上述的第一步骤完成之后，接着思考怎样求新生未知量，这时又要选用另一个公式，经运算后得出新的未知量的表达式，把求新的未知量的问题转变为求本步骤的新生

5、未知量的问题。当这种过程继续进行到某个新生未知量的表达式等号右边全部是已知量时，初始未知量的算法就被确定下来，寻求算法的思考过程即告完成。运用分析法时，人们总是从怎样求问题的初始未知量入手进行思考，把求初始未知量的问题递次的转变为求新生未知量的问题，直到最后的一个新生未知量能由已知量直接求出为止。二、如何运用分析法解题   例1放在水平面上的物体，质量为m，若物体受到水平拉力F作用下匀速运动，问经过时间t时物体前进S，拉力的功率是多少？解析：P=W/t→W=FS→P=FS/t例2在量筒内注入适量的水

6、，将一木块放入水中，水面达到的刻度值是V1，如图14（a）所示；再将一金属块投入水中，水面达到的刻度值是V2，如图1（b）所示；若将金属块放在木块上，木块恰好没入水中，这时水面达到的刻度值是V3，如图1（c）所示。求金属块密度ρ是多少？[1]解析：ρ=m/v→关键是求质量m和体积v，比较图1（a）和图（b）得出金属块体积v=v2－v1。金属块质量可以用浮体平衡条件求得。图1（a）中，木块漂浮：G木=F浮1………①图1（c）中，木块和铁漂浮：G木＋G铁=F浮2………②图1②－①：G铁=F浮2－F浮1m

7、铁g=ρ水v木g－ρ水v木排g=ρ水（v木－v木排）=ρ水（v3－v1）gm铁=ρ水（v3－v1）根据密度公式：ρ=m铁/v=ρ水（v3－v1）/（v2－v1）答：金属块密度是ρ=m铁/v=ρ水（v3－v1）/（v2－v1）例3小明同学用动滑轮将400N的货物以0.5m/s的速度匀速提高了2m，绳端的拉力是250N，求小明做功的功率是多少？这个动滑轮的机械效率是多少？[2]分析：小明所做的功是总功，根据P=W/t→W=FS→S=2h（根据动滑轮的特征）t=h/vη=W有/W总→W有=GhW总=FS解

8、：G=400N，v=0.5m/s，h=2m，F=250N根据速度公式：t=h/v=2m/0.5m﹒s-1=4s，S=2h=2×2m=4m根据做功的公式：W总=FS=250N×4m=1000J根据功率公式：P=W总/t=1000J/4s=250w根据做功的公式：W有=Gh=400N×2m=800J根据机械效率：η=W有/W总×100﹪=800J/1000J×100﹪=80﹪答：小明做功的功率是250w；这个动滑轮的机械效率是80﹪。例4如图2所示的电路中，电源电压为30