高中物理学习中“一题多解”的应用

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  【摘 要】我们在学习物理常遇到很多题目是可以开发发散思维的,这也就是我们常说的一题多解。当我们将所学的知识串联成一个系统的网络后,对于知识本身的掌握程度也会出现一定的分歧。一题多解可以培养我们的思维,让我们更加熟悉去掌握、理解有关物理学原理,让解题方法变得更灵活,有利于激发起我们的创新思维。
  【关键词】高中物理;一题多解;应用
  物理其实并不难学,关键在于我们要掌握好方法。还有就是要学会发散思维,让解题变得简单。因此,一题多解就显得极为重要。
  一、一题多解的实质
  從根本上来说,一题多解实质是等效思想体现。简单来说是多种解决方法同样可达到一样的目的。之所以有不同方法均可达到同样的效果,这说明了方法之间本身有着相同的地方。
  1.物理规律等效性
  众所周知,物理是一门自然学科,重点研究的是物质的基本构造及其运动规律。因此,同样的一个物理现象可能需要应用数个或者更多的物理学规律,应用种类各异的物理学规律或物理量,而得到一致的结果。这就是物理学中解题的一题多解。
  例:在恒力大小为F的作用下,一个质量为M的物体,从静止状态到速度为V,需要的时间为多少?其中该物体的位移为多少?
  解1:设该物体在恒力大小为F的作用下,加速度为a,根据牛顿第二定律,a=F/m。
  通过运动学可得:V=at(2)、V2=2as(3),由(1)-(2)可以求解如下:t=mv/F,s=mv2/2F。
  解2:通过运量定量可得出:Ft=mv,则t=mv/F,由运能定量得出Fs=mv2/2,则s=1/2mv2/F=mv2/2F。
  从这里可以看出,运用牛顿第二定律+运动学规律,以及动量+动能定理是等效的。
  2.运用数学方法等效性
  一般的物理学问题,都需要通过这样几个步骤来实现:一是理清适用的物理学模型,二是构建比对的数学模型,三是采用数学方法解题。因此,同一个物理学问题,往往可以通过多种数学表现形式形成不同的解题方法。物理学问题中,一般需要应用到公式和示图,根据物理公式写出物理方程式,同时也可以结合做线形图的数学方式解题。
  例:AB两个不同物体,从同一个起点沿着同样的方向直线行驶。其中,A始终以v的速度匀速行驶,B从静止状态开始以加速度a加速行驶。B追到A以前,它们之间最大的距离有多长?
  解1:分设经过t时间,A运动位移s1,B为s2,此时AB相距Δs,那么:
  Δs=s1-s2=vt-at2/2=v2/2a-a(t-v/a)2/2>0,相遇前。可以看出:当t=v/a时,Δs=最大,最大值Δs=max=v2/2a。
  解2:A速度VA=V不变,B速度VB=at,伴随时间而增加,只要VA>VB,A、B间距离将增加。当时间增加到VA  瞬间,A、B间距离将为最大。此时VA=V=VB=at,即t=v/a,Δs=s1-s2=vt-1/2at2=v2/2a。
  从上面的解题方法中可以看出,解法1以及解法2通过不同的数学分析方法求得了相同的答案。
  3.思维方式等效性
  面对一个物理学问题,我们在思考其所需要应用的物理规律和数学方法的同时,还应寻求其他思维方式去寻求解题思路。比如有些需要推理的问题,我们已经知道了其中的结论,但是要找出其中的原则,此时,我们就要从结论出发,分析所有的可能原因,然后结合题目条件判断哪个才是合适的原因。另外,还可以从各种可能的条件出发,根据这些条件推断不同的结论,看得出的结论与题目给出的结论是否相同来判断可能条件是否正确。这就是通过思维方式的不同而产生的一题多解。
  二、一题多解在物理学习中的意义
  直观的说,一题多解就是通过不同的解题方法、运动规律和思维方式等找出一个物理问题的解题答案,它们具有等效性。实质上,这些不同的解题方法从一定程度上也反映了物理规律、数学方法之间的紧密联系。因此,在日常的学习中,我们可以通过一题多解,不断充实自己的知识结构和思维能力,提高解题创新能力和发散思维能力。
  第一,通过一题多解,我们可以灵活运用已经掌握的不同知识去解答同一个问题,在此过程中可以发现不同知识结构之间的巧妙关系,从而形成更加系统、完整的知识体系。
  第二,通过对同一个问题的不同分析途径和方式,我们可以发现问题的关键点,从而应用不同的物理学规律和数学计算方法对问题进行解答,在此过程中,我们还可以充分认识到不同解题方法的优缺点,主动探求新思路新方法,并通过比较分析,更深刻理解不同规律之间的关系,深化对知识的理解。
  第三,对于每一个物理基本知识体系已经形成的我们的来说,在解答物理学难题时,能够多方式、多角度、深层次的寻求解答方法,对于深化理解知识和掌握不同原理之间的关系有极大的促进作用,另外,还可以培养我们的发散思维意识和创新能力。我想,通过一题多解,可以将我们对物理的兴趣激发出来,让我们有心去再进行下一步的探究。因此在物理学习中,特别是在解题中,不能只局限于一种解题方法,而是要尽量去用多种方法来进行解题。
  三、结语
  综上,一题多解运用到高中物理的解题中,可以更加有效培养我们独立思考意识以及自主学习的能力,发散思维,帮助我们更加熟练去理解并掌握好有关的物理学原理,让我们用更多元、灵活的手法来处理物理题目,提升解题的能力。
  【参考文献】
  [1]刘鹏汉.例谈“一题多问、一题多解”在高三物理习题课中的应用[J].学周刊,2015.07:160
  [2]钟桂林.从一道物理难题一题多解谈高中物理的思维的培养[J].中学物理,2016.17:76-77
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