淺談物理問(wèn)題中常見處理方法

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1、淺談物理問(wèn)題中常見處理方法　　【摘要】在高中理科各科目中，物理是相對(duì)較難學(xué)習(xí)的學(xué)科，學(xué)過(guò)高中物理的大部分同學(xué)，特別是物理成績(jī)中差等的同學(xué)，總有這樣的疑問(wèn)：”上課聽得懂，聽得清，就是在課下做題時(shí)不會(huì)?！边@是個(gè)普遍的問(wèn)題，也是值得物理教師和同學(xué)們認(rèn)真研究的問(wèn)題。本文介紹物理學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問(wèn)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(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，人們逐步積累和形成了物理學(xué)中處理問(wèn)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(huì)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(wèn)題的方法：1.把研究對(duì)象、過(guò)程視為理想模型7在高中物理中，我

2、們所研究的對(duì)象或物理過(guò)程可以說(shuō)都是理想模型，例如在研究對(duì)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(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)、點(diǎn)光源、光線、原子模型；又如在研究物理過(guò)程時(shí)有：勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧波、彈性碰撞、自由落體運(yùn)動(dòng)、豎直上拋運(yùn)動(dòng)等等。所以在解答物理問(wèn)題時(shí)，最關(guān)鍵的是：1.明確研究對(duì)象及其所處的狀態(tài)，并把研究對(duì)象視為適當(dāng)?shù)奈锢砟Ｐ停?.分析物理過(guò)程，并找出物理規(guī)律?，F(xiàn)在很多學(xué)生對(duì)于物理規(guī)律和物理公式背的很熟，但是真正碰到問(wèn)題的時(shí)候，卻無(wú)從下手，其主要一個(gè)原因是他們不會(huì)將一個(gè)實(shí)際問(wèn)題抽象為一個(gè)正確的模型。這個(gè)本

3、領(lǐng)如果沒(méi)有學(xué)會(huì)，就只能是老師教一個(gè)，他就會(huì)一個(gè)，老師不教，他就不會(huì)，無(wú)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(wèn)題的思想和方法。下面以例題1具體說(shuō)明如何在解題過(guò)程中正確選取研究對(duì)象和研究過(guò)程。例題1：精密測(cè)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(jì)。此電子被陰極K與陽(yáng)極A間的電場(chǎng)加速后穿過(guò)屏障上的小孔，然后依次穿過(guò)電容器、屏障上的小孔和第二個(gè)電容器而射到熒光屏F上。陽(yáng)極與陰極之間的電勢(shì)差為U，分別在電容器上加有頻率為f的完全相同的正弦式交變電壓，中心間的距離為L(zhǎng)，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)

4、。試證明電子的比荷為（其中n為正整數(shù)）?！军c(diǎn)撥解疑】7由題意，研究對(duì)象必然是電子，其對(duì)象模型顯然是帶電的質(zhì)點(diǎn)；對(duì)其過(guò)程模型的構(gòu)建，可按先后順序考慮；首先是在電場(chǎng)中的變加速運(yùn)動(dòng)，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(chǎng)，由于電容器上加的是變化電壓，那么其中的電場(chǎng)是不穩(wěn)定的，隨時(shí)間變化的，電子沿電場(chǎng)方向的運(yùn)動(dòng)不是勻變速運(yùn)動(dòng)，這是我們沒(méi)辦法處理的。但考慮到電子加速后，速度很大，通過(guò)電容器的時(shí)間極短，如果忽略這一段時(shí)間內(nèi)的電壓變化，那么可把電子通過(guò)電容器的過(guò)程抽象為帶電質(zhì)點(diǎn)在穩(wěn)定勻強(qiáng)電場(chǎng)中的物理模型，電場(chǎng)的強(qiáng)度取決于進(jìn)入電場(chǎng)的時(shí)機(jī)?，F(xiàn)在有兩個(gè)電容器，而且要求電子最后不偏轉(zhuǎn)，那么電子在電容器

5、中的運(yùn)動(dòng)是否有更具體的物理模型呢？模型很簡(jiǎn)單，就是進(jìn)入每個(gè)電容器的時(shí)機(jī)都正好是電場(chǎng)強(qiáng)度等于零的時(shí)候，電子作勻速直線運(yùn)動(dòng)通過(guò)兩個(gè)電容器。點(diǎn)評(píng)：該題讓我們體驗(yàn)到了理想化方法的重要性。帶電粒子在電容器中運(yùn)動(dòng)，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(shí)候例題還會(huì)取自日常社會(huì)生活問(wèn)題，需要同學(xué)們把熟悉的實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為物理模型，從而運(yùn)用有關(guān)定理、定律來(lái)解決它，這也是對(duì)實(shí)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(jiǎn)單的物理對(duì)象、物理過(guò)程、物理現(xiàn)象替代實(shí)際的、陌生的、復(fù)雜的物理對(duì)象、物理過(guò)程、物理現(xiàn)象的思想方法。合力與分力、

6、運(yùn)動(dòng)的合成與分解、電阻的串聯(lián)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(shí)際應(yīng)用。7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(guò)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(shí)，應(yīng)知道兩個(gè)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(wèn)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(gè)平面內(nèi)有6根彼此絕緣的通電直導(dǎo)線，通過(guò)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(gè)區(qū)域是面積相等的正方形，則垂直紙面向外、磁通量最大的區(qū)域?yàn)?；垂直紙面向里、磁通量最大的區(qū)域?yàn)?；磁通量為零的區(qū)域?yàn)?。?/p>

7、點(diǎn)撥解疑】：本題如果利用安培定則分別判斷出6根通電直導(dǎo)線在這四個(gè)區(qū)域產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，然后用“·”和“×”的個(gè)數(shù)表示，再據(jù)個(gè)數(shù)的多少來(lái)確定這四個(gè)區(qū)域的磁通量大小和方向，則非常麻煩，如果用等效法，即把6根等效成1根電流方向如上圖虛線所示，再由上述方法便可迅速、準(zhǔn)確地判斷出所求結(jié)果：垂直紙面向外、磁通量最大的區(qū)域?yàn)镮I；重直紙面向里、磁通量最大的區(qū)域?yàn)镮V；磁通量為零的區(qū)域?yàn)镮、III。例題3：如圖3所示，在豎直平