(四川師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院 四川成都 610101)
分析法,是把整體分解為部分,把復(fù)雜的事物分解為簡單的要素分別加以研究的思維方法。例如:在學(xué)習(xí)機(jī)械波這一知識點(diǎn)時,振動在媒質(zhì)中傳播時,拿媒質(zhì)的某一質(zhì)點(diǎn)來作分析,該點(diǎn)所呈現(xiàn)的現(xiàn)象即某一個質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近做振動,這就是運(yùn)用分析法來解決問題[1]。
在用分析法尋找計(jì)算題的解題方法時,我們首先要找到突破口,進(jìn)行研究,題目就迎刃而解。而這個突破口往往是由題述的未知量。我們先從初始未知量進(jìn)行突破,首先考慮怎樣去求這個未知量(用相應(yīng)的物理量符號表示)。那么為了去求解這個未知量,我們就需要從眾多相關(guān)的物理公式中選出某一個恰當(dāng)?shù)奈锢砉?,并對這個公式進(jìn)行某種運(yùn)算,得出未知量的表達(dá)式。當(dāng)然,在這個表達(dá)式中,除了包含一些已知量之外,往往還會出現(xiàn)一些新的未知量,為了要求出初始未知量,求解出新的未知量就必不可少了,于是求解初始未知量的問題就轉(zhuǎn)變成為了求解新的未知量的問題。如何求解新的未知量?當(dāng)然肯定又會涉及到另一個公式的選用,經(jīng)運(yùn)算后得出新的未知量的表達(dá)式,把求新的未知量的問題轉(zhuǎn)變?yōu)榍蟊静襟E的新生未知量的問題。當(dāng)物理表達(dá)式中不再出現(xiàn)未知量,尋求算法的思考過程即告完成[2]。
綜合法,是把組成整體的部分綜合起來,從整體上分析、歸納、總結(jié)并加以研究的思維方法[3]。例如:同樣對于機(jī)械波,如果要研究整列波形成的波形圖及運(yùn)動規(guī)律,則需要將整個煤質(zhì)進(jìn)行分析,這就是運(yùn)用到了綜合法。
在用綜合法尋找計(jì)算題的解題方法時,我們首先需要從題目所給定的已知條件出發(fā),從中歸納、總結(jié)出一定的結(jié)論[4]。從總結(jié)、推導(dǎo)的結(jié)論中進(jìn)一步思考,這個結(jié)論與其他條件或已知量組合是否能得出新的推論。依據(jù)此解題鏈接和思路,建立起已知量與待求量之間的關(guān)系,根據(jù)恰當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律,羅列物理表達(dá)式,求解未知量。
分析法的求解步驟如下。第一步:看懂題。即集中思考“難點(diǎn)”,注意挖掘“隱含條件”;找到解題的所有原始公式,把題目要求的物理量定為目標(biāo)。第二步:在看懂題的基礎(chǔ)上,從這一目標(biāo)入手,分析要得出的目標(biāo)需要什么條件。第三步:將此條件視作新目標(biāo)。再考慮要獲得這個目標(biāo)又需要的條件。按這樣的邏輯思維順序逐漸分析,直至求出所有待求量。
綜合法的求解步驟如下。第一步:分析已知量??偨Y(jié)已知量或已知條件之間的內(nèi)在關(guān)系,得出推導(dǎo)結(jié)論。第二步:一步一步尋求推導(dǎo)結(jié)論。根據(jù)上一步驟所得出的推導(dǎo)結(jié)論,將其與其他已知量與已知條件進(jìn)行再次推導(dǎo)、總結(jié)。第三步:推導(dǎo)得出所求未知量。
質(zhì)量為1.0噸的電梯以0.5m/s2的加速度從靜止開始上升,如果在運(yùn)動中所受的阻力是200N,求電梯開始上升10m過程中,電動機(jī)的平均功率。
解答此題的具體步驟如下:
圖1
那么在這個公式中,W與t顯然是新的物理量,因此還需找出求解這兩個新的未知量恰當(dāng)?shù)奈锢砉?,我們不難找出圖1中的求解W與t 的兩個公式。但在求解W的公式中,又出現(xiàn)了新的未知量,因此我們又必須找出這一步驟中的兩個新的位置量的物理計(jì)算公式,就這樣順藤摸瓜地進(jìn)行下去,直至求解出題目所給出的未知量。這樣的求解方式使解題變得思路更為清晰,也利于學(xué)生總結(jié)規(guī)律,建立模型。
一個標(biāo)有“12W 6V”字樣的小燈泡,問其正常工作時,通過它的電流是多大?如果將這個小燈泡加在12V的直流電源上,問其實(shí)際功率為多大?
解答此題的具體步驟如下:
圖2
解答該題的關(guān)鍵是分析題目所給定的已知量,即為:額定電壓U額、額定功率P額以及實(shí)際電壓U實(shí)。由這兩個已知量可求出小燈泡的電阻R,再尋求小燈泡電阻R與已知量U實(shí)之間的物理關(guān)系,即可求出小燈泡實(shí)際工作時的電流大小I實(shí)。緊接著繼續(xù)尋求I實(shí)與已知量U實(shí)之間的物理關(guān)系,即求得小燈泡實(shí)際時的功率大小P實(shí)。
運(yùn)用分析法和綜合法解中學(xué)物理計(jì)算題時,雖然從分析思路上來看,兩種思維方式有所不同,但其實(shí)兩種解題思路從本質(zhì)上看是一個互為可逆的兩個過程,所達(dá)到的效果往往也相同。兩種方法都能使學(xué)生快速地突破解題關(guān)鍵,找到解題的突破口,抓住解題脈絡(luò),順藤摸瓜,題目就迎刃而解了。運(yùn)用分析法與綜合法解題,有利于學(xué)生客服對物理的畏難心理,有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力,且能有效地服務(wù)于物理教學(xué)。