逆向思维在中学物理解题中的应用

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1、逆向思维在中学物理解题中的应用摘要:逆向思维即不按习惯的思维方向,从其反向进行思考的一种思维方式。对于某些物理问题,当用常规的方法解决较为繁难时,若打破常规,逆向思考,往往会化繁为简,化难为易。本文通过实例分析了逆向思维在物理解题中的几种具体应用。关键词:逆向思维物理解题应用逆向思维,又称“反向思维”或“求异思维”,是相对于习惯性思维的另一种思维方式。它的基本特点是:从已有思路的反方向去思考、分析问题。表现为逆用定义、定理、公式、法则;逆向进行推理,反向解决问题。逆向思维反映了思维过程的间断性、突变性与反联结性

2、,它有利于克服思维定势,防止思维僵化。应用逆向思维解题,对于促进学生更好地理解知识,培养学生思维的灵活性、变通性,提高学生分析问题和解决问题的能力等,都有着至关重要的作用。然而,对于多数的中学生,往往不习惯于或者不善于逆向思维。因此,在物理的解题教学中,教师可根据实际,有意识地对学生进行逆向思维的训练,引导和培养学生的逆向思维意识和习惯,帮助学生克服思维定势,引导学生从正向思维过渡到正、逆双向思维,从而开阔学生的解题思路,使思维活动进入一个新的境界。物理解题中如何有效地应用逆向思维呢?本文就结合具体实例对逆向思

3、维的运用作一些分析。一、注重课本中正逆思维的联结,培养逆向思维意识在物理学中,有些重大的发明、重要物理概念和定律的引入或阐述,常常需要运用逆向思维,这为在授课过程中对学生进行逆向思维的训练提供了素材。如奥斯特发现电流的磁效应,就是从小磁针的转动推出周围存在磁场进而发现电流可以产生磁场。法拉第在此基础上运用逆向思维“电可以生磁,磁也可以生电”,从而得出法拉第电磁感应定律的。又如力的合成和分解,运动的合成和分解等概念。若能恰当地引导学生进行“由此及彼,再由彼及此”的思考,提出相反的思路,就能帮助学生建立双向联结,知

4、识就容易得到引申和扩充,技能就会产生积极的迁移。同样在习题的教学中也能使逆向思维得到训练。例:一个5N的力,可分解为()A10N和10N的两个力B10N和20N的两个力C100N和110N的两个力D200N和200N的两个力分析:由力的分解具有任意性可知,5N的力可进行任意情况的分解,但分解的力到底有多大,则不太容易考虑。因力的分解是力的合成的逆运算,力的合成时,两个力的合成的最大值和最小值是容易知道的。因此,对题目中各选项中给出的两个力进行合成分析,则容易作出判断。10N和20N及100N和110N的两种情况

5、下,合力的最小值均为10N。故正确选项为AD说明:有些物理问题从正面考虑有困难时,应从问题的反方向考虑。二、从正反两方面应用公式、定理,有助于知识的理解,同时强化了逆向思维5学生能将由物理规律概括出的公式从左到右熟练地写出不难,如果学生还善于将物理公式从右到左熟练地逆向运用,才是对规律、公式真正理解和掌握的重要标志之一。许多教材内容的发展和深化,就是物理公式逆向运用的结果。例如,动量定理,物理所受合外力的冲量等于它动量的变化,即Ft=p/-p。反过来,p/-p=Ft,则表示对于求动量的变化也可通过求合外力的冲量

6、得出;再如动能定理,通过求合外力做功可知动能的变化,反过来,通过求动能的变化也可以求出合外力做功。例:以速度v0平抛出一个质量为1kg的物体,并在抛出后5s落地,求它在3s内动量的变化。分析:物体运动过程中只受重力作用,而重力是恒力,由动量定理得,△P=mgt=30kgm/s此类问题不要因为求动量变化,就急于求初末动量而再求其差值,这样不但求动量比较麻烦,而且动量是矢量,求矢量的差也是比较麻烦的。三、将运动过程逆过来,通过变换物理过程,常常可以把复杂的问题简单化变换物理过程,就是把运动过程反演过来。我们在解决匀

7、变速直线运动时,尤其是匀减速直线运动(且末速度为零)时,我们常将其反过来作为以同样加速度做匀加速直线运动,可以简化解题过程。例1:一辆汽车以2m/s2的加速度刹车后做匀减速直线运动,它停止运动前的最后1s内通过的位移是____m。分析:此题若按匀减速直线运动知识求解,需要列方程组求解,过程比较复杂,若把匀减速直线运动看作反向的初速度为零的匀加速直线运动,则前1s位移S=at2/2=1m例2:如图所示,两物块并排固定在水平面上,一子弹以速度v水平射入,若子弹在木块中做匀减速运动,穿过两木块时速度刚好为0,且穿过每

8、块所用时间相等,则两木块的厚度之比d1:d2为()A1:3  B1:4  C3:1D4:1分析:把此过程看成反向的初速为0的匀加速直线运动。设穿过每块木块所用的时间为t,则d2=1/2at2,d1+d2=1/2a(2t)2,解方程得d1:d2=3:1,故正确答案选C说明:类如此题的物体沿斜面匀减速上滑到最高点,以及竖直上抛运动到最高点的问题,用逆向思维的方法求解问题往往比较简便。四、运

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