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高中物理解题思想方法

物理学中的思想方法，是求解物理问题的根本所在。认真研究总结物理学中的思想方法、策略技巧，并能在实际解题过程中灵活应用，可收到事半功倍的效果。

一、抓住主要矛盾，忽略次要因素

通常用于解题时，只需定性分析的问题，尤其是做选择题时，经常使用。解答题实验题也会用到，定性的描述物理情景。分析起主要作用的物理量，忽略起次要作用的物理量。

二、构建物理模型思想及理想模型

物理学很大程度上,可以说是一门模型课.无论是所研究的实际物体,还是物理过程或是物 理情境,大都是理想化模型.

根据问题的物理情景构建出物理模型是解物理题的关键环节，也是较困难环节由问题情景转化出来的所谓“物理模型”，实际上就是同理想的对象参与的理想的过程，可称为理想化模型。

原始的物理模型可分如下两类：

对象模型：质点、轻杆、轻绳（内轨外轨）、弹簧振子、单摆、理想气体、点电荷、理想电表、理想变压器、匀强电场、导体棒、光线、原子模型。

过程模型：匀速直线运动、匀变速运动、匀速圆周运动、平抛运动、简谐运动、自由落体运动、竖直上抛运动、斜抛运动。

所谓“建模”就是将带有实际色彩的物理对象还物理过程通过抽象、理想化、简化和类比等方法转化成理想的物理模型。

正确构建物理模型应注意以下几点：

（1）      养成根据物理概念和物理规律分析问题的思维习惯，结合题目描述的现象、给出的条件，确定问题的性质；同时抓住现象的特征寻找因果关系。这样能为物理模型的构建打下基础。

（2）      理想化方法是构建物理模型的重要方法，理想化方法的本质是抓住主要矛盾，近似的处理实际问题。因此在分析问题时要养成比较、取舍的习惯。

（3）      要透彻掌握典型物理模型的本质特征，不断积累典型模型，并灵活运用它们。

三、图像法（数形结合思想）

图象法对于一些定性问题的求解独到好处，也可以用于定量的计算。

物理学中，两个物理量间的函数关系，不仅可以用公式表示，而且还可以用图像表示。

物理图像是数与形结合的产物，它能够直观、形象、简捷地展现两个物理量之间的关系，清晰地表达物理过程，正确地反映实验规律。

图像法的主要功能：

（1）       运用图像直接解题。一些对情景进行定性分析的问题，如判断对象状态、过程是否能够实现、做功情况等，常可运用图像直接解答。由于图像直观、形象，因此解答往往特别简捷。

（2）      运用图像启发解题思路。图像能从整体上把物理过程的动态特征展现得更清楚，因此能拓展思维的广度，使思路清晰。许多问题，当使用其它方法较难解决时，常能从图像上触发灵感，另辟蹊径；

（3）      用于实验。用图像来处理数据，可避免繁杂的计算，较快地找出事物的发展规律或需求物理量的平均值。

应用图像法解题时应注意以下几点：

（1）      必须搞清楚纵轴和横轴所代表的物理量，明确要描述的两个物理间的关系，还物理量的单位、数量级。

（2）      图线并不代表物体实际运动的轨迹。

（3）      要从物理意义上认识图像。由图像的形状应能看出物理过程的特征，特别要关注截距、斜率、图线的围面积、两图交点、拐点，特殊点等。很多情况下，写物理量的解析式与图像对照，有助于理解图像的物理意义。

四、图解法

图解法是依据题意作出图形来确定正确答案的方法．它既简单明了、又形象直观，用于定性分析某些物理问题时，可得到事半功倍的效果．特别是在解决物体受三个力(其中一个力大小、方向不变，另一个力方向不变)的平衡问题时，常应用此法．

相似三角形，可以定量计。

五、等效法

等效法就是在保持效果不变的前提下，将研究对象、背景条件、物理过程进行分解、变换、重组、替代，使它们更简单、更符合各种理想化模型，从而达到简化问题的目的。

如：合力与分力，合运动与分运动，等效电阻，等效电源，等效导体棒，等效小磁针，等效重力场，等效重力加速度，等效电路，等效物理模型，等效物理过程，等效物理情景等。

六、假设法，虚设法，猜想法

研究对象的受力情况、物理过程、物理状态不清楚的情况下，根据假设、虚设、猜想，假设出一种受力情况、物理过程、物理状态，再据题设所给条件通过分析计算结果与实际情况比较作出判断的一种方法。假设法可以使一些表面上无从下手的繁杂问题由死变活，由繁变简。

使用思想：

（1）人为地改变原题所给条件，产生出与原题相悖的结论，

（2）假设出一种过程或一种状态，再据题设条件通过分析计算结果与实际情况比较作出判断。

虚设法通常指：虚设物理过程，虚设物理状态，虚设物理对象

假设法主要有两种情况：

（1）假设某力存在或不存在，进而带来的现象是否与题设条件相符，如相符，此力存在，若不符，则此力不存在。

（2）假设处于题设中的临界状态，以题为依据，寻求问题的切入点，进而解决问题。

常用方法：（1）假设判断弹力的有无（2）假设无摩擦力（3）假设有摩擦力（4）假设法判定静摩擦力的方向（5）假设法解平衡问题（6）假设法求最大值（7）假设法解临界问题（8）假设法分析动力学问题

七、对称法

对称性就是事物在变化时存在的某种不变性．自然界和自然科学中，普遍存在着优美和谐的对称现象．利用对称性解题时有时可能一眼就看出答案，大大简化解题步骤．从科学思维方法的角度来讲，对称性最突出的功能是启迪和培养学生的直觉思维能力．用对称法解题的关键是敏锐地看出并抓住事物在某一方面的对称性，这些对称性往往就是通往答案的捷径．

尤其是电场、磁场的对称性，受力情况、物理过程的对称性。

物理问题中有一些物理过程或是物理图形是具有对称性的。利用物理问题的这一特点求解，可使问题简单化。要认识到一个物理过程，一旦对称,则相当一部分物理量（如时间、速度、位移、加速度、力、场强，能量等）是对称的。

八、守恒思想

在物理变化过程中，常存在着某些不变的关系或不变的量，在讨论一个物理变化过程时，对其中的各个量或量的变化关系进行分析，寻找到整个过程或过程前后存在着不变关系的量，则成为研究这一变化过程的关键。这就是物理学中常用的一个思维方法——守恒法。

守恒思想适用范围非常广泛，物理学中最基本的规律（有动量守恒、机械能守恒、能量守恒、电荷守恒、质量守恒，电路中常用电动势提供的电压守恒，也是一种守恒思想。绳子的长度不变，也是一种守恒，液体的体积不变等。

九、极限法

有些物理问题，由于物理现象涉及的因素较多，过程变化复杂，同学们往往难以洞察其变化规律并做出迅速判断．但如果把问题推到极端状态下或特殊状态下进行分析，问题会立刻变得明朗直观，这种解题方法我们称之为极限思维法，也称为极端法．“极端”指极大、极小或临界，及特殊情况。

    运用极限思维思想解决物理问题，关键是考虑将问题推向什么极端，即应选择好变量，所选择的变量要在变化过程中存在极值或临界值，然后从极端状态出发分析问题的变化规律，从而解决问题．

有些问题直接计算时可能非常繁琐，若取一个符合物理规律的特殊值代入，会快速准确而灵活地做出判断，这种方法尤其适用于选择题．如果选择题各选项具有可参考性或相互排斥性，运用极端法更容易选出正确答案，这更加突出了极端法的优势．

十、微元法

利用微分思想的分析方法称为微元法。

它是将研究对象（物体或物理过程）进行无限细分，从其中抽取某一微小单元进行讨论，从而找出被研究对象变化规律的一种思想。

微元法解题的思维程序：

（1）      隔离选择恰当微元作为突破整体研究的对象，微元（可以是一小段线段、圆弧、一小块面积、一个小体积、小质量、一小段时间……）应具有整体对象的基本特征。

（2）      将微元模型化（如视作点电荷、质点、匀速直线运动、匀速转动……）并运用相关物理规律，求解这个微元与所求物体的关联。

（3）      将一个微元的求解结果推广到其它微元，并充分利用各微元间的对称关系、矢量方向关系、近似极限关系，对各微元的解出结果进行叠加，以得出整体量的合理解答。

十一、      整体法隔离法

整体法是在确定研究对象或研究过程时,把多个物体看作为一个整体或多个过程看作整个过程的方法;隔离法是把单个物体作为研究对象或只研究一个孤立过程的方法.

（1）连接体问题：取整体为研究对象，求出共同的加速度，隔离法求出相互作用力

隔离法求出共同的加速度，整体法求出外力的范围。要恰当的选取研究对象，隔离时通常选取受力较简单的那个物体。

内力：确定系统后，系统内物体之间的相互力，简称内力。取整体为研究对象时，不分析内力，从而使受力分析得到了简化，避免了复杂的内力作用。

外力：确定系统后，系统外的物体对系统内物体的作用力，简称外力。

整体法的应用：系统内的物体保持相对静止或者共同的加速度或者具有相同的运动状态。一个静止，另一个速度直线运动也可以看作整体。

绕过滑轮的不可伸常的绳子两端物体也可以看作整体。要明确动力、阻力，什么力充当合外力。

使用牛二定律时，一定是研究对象的质量，研究对象所受的合外力。

如果两个物体有相互作用，运动状态不同，可用系统牛二定律。

（2）在用能量观点解题时，可以整个过程当作一个过程，也可以将整体过程分解为几个物理过程。整体法往往比较简单方便，要注意分析各个力的做功特点，有的全程做功，有的某一段做功，有时恒力做功，有时变力做功。优点是忽略了繁琐的中过程，从而使复杂的问题得到了简化。要注意明确物理过程与物理情景。

（3）分析电路时，常用全电路欧姆定律，部分欧姆定律，也是一种整体隔离思想。

（4）整体法和隔离法既相互对立又相互统一。两种方法相互联系，相互补充，相互渗透，在具体解题过程中，常常需交互运用，发挥各自特点，从而优化解题思路和方法，使解题简捷迅速明了。

十二、      临界条件法

临界问题，是指一种物理过程转变为另一种物理过程，或一种物理状态转变为另一种物理状态时，处于两种过程或两种状态的分界处的问题，叫临界问题。

处于临界状的物理量的值叫临界值。

物理量处于临界值时：

①       理现象的变化面临突变性。

②对于连续变化问题，物理量的变化出现拐点，呈现出两性，即能同时反映出两种过程和两种现象的特点。

解决临界问题，关键是找出临界条件。一般有两种基本方法：

① 定理、定律为依据，首先求出所研究问题的一般规律和一般解，然后分析、讨论其特殊规律和特殊解

②直接分析、讨论临界状态和相应的临界值，求解出研究问题的规律和解。

串连性问题，第一个物理过程的末速度，是第二个物理过程的初速度。

题目是出现刚好、恰好、撤去、剪断、断开、闭合的瞬间等信息，表明了一种临界。

弹簧一般不会突变，刚性绳、接触面往往会突变。

要认真分析临界条件、临界状态，以及它们受力情况、运动情况。

十三、      转换法

有些物理问题，由于运动过程复杂或难以进行受力分析，造成解答困难．此种情况应根据运动的相对性或牛顿第三定律转换参考系或研究对象，即所谓的转换法．应用此法，可使问题化难为易、化繁为简，使解答过程一目了然．

压力转化为支持力，电流对磁场的作用力转化为磁场对电流的做用力。

1.转换法

 所谓实验思维转换方法,就是当某些物理量不易直接测量,而另外一些物理量易测量,且两者之间可以用物理原理联系起来时,采用“嫁接”的方法,通过转移实验手段,达到化不易为 易,化不能为能,这种实验方法称为转换法.间接测量某些物理量,一般都用到转换法.

2.转换法的主要方式有

 (1)时间量与空间量的转换,如伽利略在研究自由落体运动时,利用滴漏法来测时间,将时间测量转换为水的体积的测量.

 (2)抽象量与直观量的转换,如卡文迪许“扭秤实验”中,石英丝扭转角度的测量转换为平面镜反射光在刻度尺上移动距离的测量.

(3)微观量与宏观量的转换.

    (4)非电学量与电学量的转换.

3转换法的应用

（1） 匀变速直线运动的加速度,是一个不易直接测量的物理量,但通过转换测位移和时间,根据任意两个连续相等的时间里的位移之差可测得加速度.

（2）在“传感器的简单应用”实验中,将非电学量转换为电学量进行测量.

十四、      平均思想法

物理学中，有些物理量是某个物理量对另一物理量的积累，若某个物理量是变化的，则在求解积累量时，可把变化的这个物理量在整个积累过程看作是恒定的一个值---------平均值，从而通过求积的方法来求积累量。这种方法叫平均思想方法。

物理学中典型的平均值有：平均速度、平均加速度、平均功率、平均力、平均电流等。对于线性变化情况，平均值=（初值+终值）/2。由于平均值只与初值和终值有关,不涉及中间过程,所以在求解问题时有很大的妙用.

平均电流一般用来求穿过导体截面的电荷量，动能定理中求平均作用力，电荷、电压的平均分配原理。

十五、      程序法

程序法：按时间的先后顺序对题目给出的物理过程（或不同的状态）进行分析（包括列式计算）的解题方法称为程序法。

解题思路：

（1）      分析题目中有多少个不同的过程或多少个不同状态。

（2）      对各个过程或各个状态进行具体分析，得出正确的结果。

（3）      前一个过程的结束是后一个过程的开始，两个过程的交接点是问题的关键。

（4）      平衡状态解题，牛二定律解题，动能定理解题等，按照一定的步骤解题也一种程序法。

十六、      逆向思维法

 逆向思维是解答物理问题的一种科学思维方法，对于某些问题，运用常规的思维方法会十分繁琐甚至解答不出，而采用逆向思维，即把运动过程的“末态”当成“初态”，反向研究问题，可使物理情景更简单，物理公式也得以简化，从而使问题易于解决，能收到事半功倍的效果．

在解题中经常使用，逆推顺写，问什么求什么，需要哪个物理量，设哪个物理量。很多复杂的物理过程的反过程较容易理解，从而使问题得到了简化。

十七、      极值法

常见的极值问题有两类：一类是直接指明某物理量有极值而要求其极值；

另一类则是通过求出某物理量的极值，进而以此作为依据解出与之相关的问题．

  物理极值问题的两种典型解法．

   (1)     解法一是根据问题所给的物理现象涉及的物理概念和规律进行分析，明确题中的物理量是在什么条件下取极值，或在出现极值时有何物理特征，然后根据这些条件或特征去寻找极值，这种方法更为突出了问题的物理本质，这种解法称之为解极值问题的物理方法．

   (2)解法二是由物理问题所遵循的物理规律建立方程，然后根据这些方程进行数学推演，在推演中利用数学中已有的有关极值求法的结论而得到所求的极值，这种方法较侧重于数学的推演，这种方法称之为解极值问题的物理—数学方法．

   此类极值问题可用多种方法求解：

①算术—几何平均数法，即                                        

a．如果两变数之和为一定值，则当这两个数相等时，它们的乘积取极大值．

b．如果两变数的积为一定值，则当这两个数相等时，它们的和取极小值．

②利用二次函数判别式求极值     一元二次方程ax2＋bx＋c＝0(a≠0)的根的判别式，具有以下性质：

Δ＝b2－ 4ac>0——方程有两实数解；

Δ＝b2－4ac＝0——方程有一实数解；

Δ＝b2－4ac<0——方程无实数解．

利用上述性质，就可以求出能化为ax2＋bx＋c＝0形式的函数的极值．

 =3 \* GB3 ③三角函数求极值。

 =4 \* GB3 ④辅助角公式求极值。

何时、何处、何种状态下有极值，要认真分析极值存在的条件是解题的关键。

十八、      估算法

   物理估算，一般是指依据一定的物理概念和规律，运用物理方法和近似计算方法，对物理量的数量级或物理量的取值范围，进行大致的推算．物理估算是一种重要的方法．有的物理问题，在符合精确度的前提下可以用近似的方法简捷处理；有的物理问题，由于本身条件的特殊性，不需要也不可能进行精确的计算．在这些情况下，估算就成为一种科学而又有实用价值的特殊方法．

根据常识估算物理的大小或数量级。

十九、      割补思想

通常用来求万有引力、重力、库仑力、电场力，或者求与重力场、电场有关的物理量。

二十、      比葫芦画瓢思想

给出一个高中课本上没有涉及，学生不熟悉的物理现象，用题设中给定的物理理论、定理、规律进行解题。

比如剥洋茐法就重力加速度或电场强度，无穷远处为零势能面的重力势能的表达式。

二十一、             控制变量法

控制变量法：是一种重要的实验方法，控制一个或多个物理量，观察分析某一个物理量随另一个物理的变化。

二十二、             类比法

类比思想”包括两方面的含义：（1）联想，即由新信息引起的对已有知识的回忆；（２）类比，在新、旧信息间找相似和相异的地方，即异中求同或同中求异．通过类比思想，在类比中联想，从而升华思维，既有模仿又有创新．

电场的性质与磁场的性质进行类比，电偏转的类平抛运动，电场与重力场类比。很多物理现象、物理过程具有相似性，都可以类比，因为要养成类比的习惯。

二十三、             结论思想

相似的物理过程、物理现象总会有相似的物理规律，根据某种类型题目的解题规律、方法的总结，能够较快的发现新题解题的思路与规律，又叫经验法。分析题时，可以实现快而准确的发现题意。

很多理论的推论都体现了这种思想，匀变速直线运动，初速为零的匀变速的推论，逐差公式，速度位移公式，类平抛运动的两个推论，连接体的动力分配原理，同一高度从不同倾角的粗糙斜面滑下，等时圆，粒子在磁场中做直线运动必为匀速直线运动等。

做题后善于总结，必有很多结论，使用结论法必能大幅提高解题速度。但要看清楚是否满足结论法适用的条件，似是而非的问题，切忌乱使用结论。

学生做题后要养成归类、归纳、总结的习惯，才能方便灵活使用结论法。