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1、巧用直覺思維解物理題例談廣西北海合浦廉州中學 秦付平 我們在生活中，在處理各種形形色色的物理問題時，通常由于受客觀條件的限制或受一些偶然因素的干擾，在解決高考物理題的時候常常遇到一些思維障礙而陷入困境，而如果善于抓住直接思維，則可能會收到意想不到的效果。直覺思維是思維的一種方式，它與形象思維、靈感、解題能力有著密切的關系。加強直覺思維能力培養(yǎng)，既是提高學生敏捷的思維品質，又是高考考查的能力之一，下面本文對幾個例題進行對直接思維的應用作淺析。? 一、巧用類比法? 產生直覺的決定因素可能很多，然而因類比而導致直覺，應該是直覺的規(guī)律之一。在物理學中，有很多是經常采用類比的方法理解、記憶和應用的
2、，如靜電場與重力場的類比，電流與水流的類比等等。? 例1如圖1所示半球槽的半徑為R，處在水平向右的勻強電場中。一質量為m的帶電小球從槽的右端A處無初速沿軌道滑下，滑到最低位置B時球對軌道的壓力為2mg。求：（1）小球所受電場力的大小和方向。（2）帶電小球在滑動過程中的最大速度。?? 解析：（1）若槽所在空間不存在電場，可以推知：小球滑到最低位置B時它對軌道的壓力應為3mg。這表明在小球下滑的過程中它要克服電場力做功，因此小球所受電場力的方向水平向右。用v表示小球滑到最低位置B時它的速度。小球過B點時其受力情況如圖2所示。圖中，F為電場力，根據動能定理和向心力公式得：，由題設可知：，聯立以上
3、各式得：，方向水平向。? ?。?）設小球所受重力與電場力的合力F'的方向跟豎直方向的夾角為θ，如圖3所示。則有：。5?? 過O沿F'的方向作直線交圓軌道于P點。由于小球從A到P它沿合力F'的方向位移最大，故合力F'對小球所作的功最多。因此，小球運動到圖4中所示的P點時，其速度達到最大。用表示這個最大速度。根據動能定理得：，解得：。? 點評：注意到此題中的電場和重力場的組合場可以等效類比只有重力場的情況。? 二、巧用等效替代? 直覺不會憑空產生，要以已獲得的知識和處理問題方法為基礎，并在積極的思考中顯現。當我們遇到難題，思路閉塞，無從下手時，應考慮一些常用假設的物理量或物理過程代替實際的
4、物理量或物理過程，從中提示與發(fā)現一些規(guī)律性的東西，使同類問題得到解決，以促成直覺思維的顯現。? 例2?如圖5所示，已知回旋加速器中，D形盒內勻強磁場的磁感應強度B=1。5T，盒的半徑R=60cm，兩盒間隙d=1。0cm，盒間電壓U=2。0×10４V，今將α粒子從近于間隙中心某點向D形盒內以近似于零的初速度垂直B的方向射入，求粒子在加速器內運行的總時間。??5 解析：帶電粒子在回旋加速器轉第一周，經兩次加速，速度為v1，則根據動能定理得：2qU=mv12，設運轉n周后，速度為v，則：n2qU=mv2，由牛頓第二定律有qvB=m，粒子在磁場中的總時間：tB=nT=n·=·=。粒子在電場中運動就
5、可視作初速度為零的勻加速直線運動，由公式：tE=，且v0=0，vt=，a=得：tE=，故有：t=tB+tE=（+d）=4．5×10－５×（0。94＋0。01）s=４。３×１０－５s。? 三、巧用對稱思想? 直覺不是模仿，而是在變異中求得發(fā)現，是一種創(chuàng)造性的思維活動。在物理學中，物理模型、物體的運動、場的分布、簡諧運動、電路和光路等，往往具有對稱的特點。注意比較相似事物之間的內在差異，注意發(fā)現不同事物之間的內在聯系，同時培養(yǎng)注意發(fā)現對稱性的特點，尤其是隱含的對稱特點。這些都能促成直覺顯現，突破常規(guī)，開拓思路，使問題迅速而簡捷地得到解決。? 例3 一根自由長度為10cm的輕彈簧，下端固定，上
6、端連一個質量為m的物塊P，在P上放一個質量也是m的物塊Q。系統(tǒng)靜止后，彈簧長度為6cm，如圖6所示。如果迅速向上移去Q，物塊P將在豎直方向做簡諧運動，此后彈簧的最大長度為（? ）?? A．8cm? B．9cm? C．10cm? D．11cm?5 解析：移去Q后，P做簡諧運動的平衡位置處彈簧長度8cm，由題意可知剛移去Q時P物體所處的位置為P做簡諧運動的最大位移處。即P做簡諧運動的振幅為2cm。當物體P向上再次運動到速度為零時彈簧有最大長度，此時P所處的位置為另一最大位移處，根據簡諧運動的對稱性可知此時彈簧的長度為10cm，因此答案C正確。? 四、巧用逆向思維? 直覺思維從表面上看
7、來具有快速性、直接性和跳躍性，但實際上直覺思維正體現著由于“概括化”、“簡縮化”、“語言化”或“內化”的作用，是高度集中地“同化”和知識遷移的結果。運用逆向的思維，促成學生直覺顯現，走向“柳暗花明又一村”的境界。簡捷的思路，快速而準確的解決問題又能激發(fā)大腦的潛能，感受到學習的樂趣。? 例4?如圖7所示，將物體以初速v0豎直向上拋出，上升的最大高度為H，空氣阻力恒定，問上升和下降過程中動能和勢能相
