淺析物理問題中常見的處理方法

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1、淺析物理問題中常見的處理方法傅國新（常熟外國語學(xué)校郵編：215500）【摘要】在高中理科各科目中，物理是相對較難學(xué)習(xí)的學(xué)科，學(xué)過高中物理的大部分同學(xué)，特別是物理成績中差等的同學(xué)，總有這樣的疑問："上課聽得懂，聽得清，就是在課下做題時不會。"這是個普遍的問題，也是值得物理教師和同學(xué)們認(rèn)真研究的問題。本文介紹物理學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題的常見的幾種學(xué)習(xí)方法?！娟P(guān)鍵詞】理想模型等效替代法微元法近似處理方法引言：在運(yùn)用物理知識解決實際問題的過程中，人們逐步積累和形成了物理學(xué)中處理問題的方法，在物理教學(xué)中，我們一定要使學(xué)生逐步領(lǐng)會和掌握這些方法。下面筆者就介紹幾種在高中物理中，常用的處理問題的方法：1

2、.把研究對象、過程視為理想模型在高中物理中，我們所研究的對象或物理過程可以說都是理想模型，例如在研究對象上有：質(zhì)點(diǎn)、輕桿、輕繩、彈簧振子、單擺、理想氣體、點(diǎn)電荷、理想電表、理想變壓器、勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)磁場、點(diǎn)光源、光線、原子模型；又如在研究物理過程時有：勻速直線運(yùn)動、勻變速直線運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動、平拋運(yùn)動、簡諧運(yùn)動、簡諧波、彈性碰撞、自由落體運(yùn)動、豎直上拋運(yùn)動等等。所以在解答物理問題時，最關(guān)鍵的是：1.明確研究對象及其所處的狀態(tài)，并把研究對象視為適當(dāng)?shù)奈锢砟Ｐ停?.分析物理過程，并找出物理規(guī)律?，F(xiàn)在很多學(xué)生對于物理規(guī)律和物理公式背的很熟，但是真正碰到問題的時候，卻無從下手，其主要一個原

3、因是他們不會將一個實際問題抽象為一個正確的模型。這個本領(lǐng)如果沒有學(xué)會，就只能是老師教一個，他就會一個，老師不教，他就不會，無法做到舉一反三。所以，在物理教學(xué)中，應(yīng)該下功夫教給學(xué)生這種處理問題的思想和方法。下面以例題1具體說明如何在解題過程中正確選取研究對象和研究過程。例題1：精密測量電子比荷e/m的現(xiàn)代方法之一是雙電容法，其裝置如圖1所示，在真空管中由陰極K發(fā)射電子，其初速度可忽略不計。此電子被陰極K與陽極A間的電場加速后穿過屏障D1上的小孔，然后依次穿過電容器C1、屏障___________________________________________

4、__________________________作者簡介：傅國新（1980年生），男，常熟外國語學(xué)校教師，從事物理教學(xué)5D2上的小孔和第二個電容器C2而射到熒光屏F上。陽極與陰極之間的電勢差為U，分別在電容器C1、C2上加有頻率為f的完全相同的正弦式交變電壓，C1、C2中心間的距離為L，選擇頻率f使電子束在熒光屏上的亮點(diǎn)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。試證明電子的比荷為（其中n為正整數(shù)）?！　D1【點(diǎn)撥解疑】由題意，研究對象必然是電子，其對象模型顯然是帶電的質(zhì)點(diǎn)；對其過程模型的構(gòu)建，可按先后順序考慮；首先是在電場中的變加速運(yùn)動，這是我們能處理的模型；接著進(jìn)入電容器，遇到偏轉(zhuǎn)電場，由于電容器上加的是變

5、化電壓，那么其中的電場是不穩(wěn)定的，隨時間變化的，電子沿電場方向的運(yùn)動不是勻變速運(yùn)動，這是我們沒辦法處理的。但考慮到電子加速后，速度很大，通過電容器的時間極短，如果忽略這一段時間內(nèi)的電壓變化，那么可把電子通過電容器的過程抽象為帶電質(zhì)點(diǎn)在穩(wěn)定勻強(qiáng)電場中的物理模型，電場的強(qiáng)度取決于進(jìn)入電場的時機(jī)?，F(xiàn)在有兩個電容器，而且要求電子最后不偏轉(zhuǎn)，那么電子在電容器中的運(yùn)動是否有更具體的物理模型呢？模型很簡單，就是進(jìn)入每個電容器的時機(jī)都正好是電場強(qiáng)度等于零的時候，電子作勻速直線運(yùn)動通過兩個電容器。電子進(jìn)入第一個電容器的時刻t1應(yīng)滿足條件，即，其中n1是自然數(shù)。同樣，進(jìn)入第二個電容器的時刻t2應(yīng)滿足條件

6、，即。其中n2是自然數(shù)。所以，當(dāng)t2-t1=，即時，電子束不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，其中n是正整數(shù)。又因為5所以點(diǎn)評：該題讓我們體驗到了理想化方法的重要性。帶電粒子在電容器中運(yùn)動，一般是要考慮偏轉(zhuǎn)，但該題卻是不偏轉(zhuǎn)，因此構(gòu)想出這一模型確是該題的難點(diǎn)。有的時候例題還會取自日常社會生活問題，需要同學(xué)們把熟悉的實際問題轉(zhuǎn)化為物理模型，從而運(yùn)用有關(guān)定理、定律來解決它，這也是對實際應(yīng)用能力的訓(xùn)練。2.等效替代法等效法就是在保證某一方面效果相同的前提下，用理想的、熟悉的、簡單的物理對象、物理過程、物理現(xiàn)象替代實際的、陌生的、復(fù)雜的物理對象、物理過程、物理現(xiàn)象的思想方法。合力與分力、運(yùn)動的合成與分解、電阻的串聯(lián)

7、與并聯(lián)、交流電的有效值等都是等效法在物理學(xué)中的實際應(yīng)用。等效法在物理解題中也有廣泛的應(yīng)用，主要有：物理模型的等效替代；物理過程的等效替代；作用效果的等效替代。在應(yīng)用等效法解題時，應(yīng)知道兩個事物的等效不是全方位的，只是局部的，特定的、某一方面的等效。因此在具體的問題中必須明確哪一方面等效，這樣才能把握住等效的條件和范圍。例題2：如圖2所示，在一個平面內(nèi)有6根彼此絕緣的通電直導(dǎo)線，通過的電流強(qiáng)度大小相同，方向如圖中的箭頭所示，I、II、III、IV四個區(qū)域是面