【摘 要】本文就將“高中物理常見(jiàn)問(wèn)題的處理方法”進(jìn)行分析和研究。把研究對(duì)象、過(guò)程和條件視為理想模型、微元法、等效代替法、近似處理法，理論在試驗(yàn)中總結(jié)、升華等。

【關(guān)鍵詞】物理教學(xué) 常見(jiàn)問(wèn)題 處理方法

物理學(xué)是一門(mén)邏輯結(jié)構(gòu)嚴(yán)密的自然科學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生掌握一種良好的物理認(rèn)知方法，對(duì)學(xué)生系統(tǒng)地掌握物理知識(shí)，提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力有十分重要的意義。下面筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)際，介紹幾種高中物理常見(jiàn)問(wèn)題的處理方法。

1.把研究對(duì)象、過(guò)程和條件視為理想模型

理想模型是在抓住主要因素，忽略次要因素的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的，它具體形象、生動(dòng)、深刻地反映了事物的本質(zhì)和主流這一重要屬性，建立正確鮮明的物理模型是物理學(xué)研究的重要方法和有力手段之一。

在物理教學(xué)中，我們遇到的物理問(wèn)題可以分為三大類(lèi)。⑴對(duì)象模型。即把物理問(wèn)題的研究對(duì)象模型化，如質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、原子模型等，理想氣體就屬于對(duì)象模型。⑵過(guò)程模型。即把研究的物理現(xiàn)象的實(shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行近似處理，排除其在實(shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的一些次要因素的干擾，使之成為理想的典型過(guò)程。如勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)等。⑶條件模型。即排除物體所處外部條件的次要因素，突出主要方面。如接觸面光滑、絕熱等。

現(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)原因是不會(huì)將一個(gè)實(shí)際問(wèn)題抽象為一個(gè)正確的模型。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。

2.微元法

微元法是分析、解決物理問(wèn)題中的常用方法，也是從部分到整體的思維方法。用該方法可以使一些復(fù)雜的物理過(guò)程用我們熟悉的物理規(guī)律迅速地加以解決，使所求的問(wèn)題簡(jiǎn)單化。在使用微元法處理問(wèn)題時(shí)，需將其分解為眾多微小的“元過(guò)程”，而且每個(gè)“元過(guò)程”所遵循的規(guī)律是相同的，這樣，我們只需分析這些“元過(guò)程”，然后再將“元過(guò)程”進(jìn)行必要的數(shù)學(xué)方法或物理思想處理，進(jìn)而使問(wèn)題求解。使用此方法會(huì)加強(qiáng)我們對(duì)已知規(guī)律的再思考，從而引起鞏固知識(shí)、加深認(rèn)識(shí)和提高能力的作用。

微元法解題，體現(xiàn)了微分和積分的思想，考查學(xué)生學(xué)習(xí)的潛能和獨(dú)創(chuàng)能力，有利于高校選拔人才。

例1：電量Q均勻分布在半徑為R的圓環(huán)上（如下圖所示），求在圓環(huán)軸線上距圓心O點(diǎn)為x處的P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。

解析：帶電圓環(huán)產(chǎn)生的電場(chǎng)不能看做點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，故采用微元法，用點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)結(jié)合對(duì)稱(chēng)性求解：選電荷元它在P點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的x分量為：

根據(jù)對(duì)稱(chēng)性

。

由此可見(jiàn)，此帶電圓環(huán)在軸線P點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相當(dāng)于帶電圓環(huán)帶電量集中在圓環(huán)的某一點(diǎn)時(shí)在軸線P點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小，方向是沿軸線的方向。

3.等效代替法

等效代替法是科學(xué)研究中常用的思維方法之一，是物理學(xué)中處理問(wèn)題的一個(gè)基本方法。等效代替法就是在保持某種效果（作用效果或運(yùn)動(dòng)效果）不變的前提下，用簡(jiǎn)單的、熟悉的、易于研究的物理模型或物理過(guò)程替代原來(lái)復(fù)雜的、陌生的物理模型或物理過(guò)程，使問(wèn)題的研究和處理過(guò)程變得簡(jiǎn)單、方便。

等效法在物理解題中也有廣泛的應(yīng)用，主要有：物理模型的等效代替、物理過(guò)程的等效代替、作用效果的等效代替。

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2：如右圖所示，一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線，上端固定，下端拴一質(zhì)量為m的帶正電小球。將它置于一勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，方向水平向右。已知當(dāng)細(xì)線偏離豎直方向α（α≤45?）角時(shí)，小球處于平衡狀態(tài)。若將細(xì)線偏角從α增大到θ，然后將小球由靜止開(kāi)始釋放，則θ角應(yīng)為多大才能使細(xì)線到達(dá)豎直位置時(shí)，小球的速度剛好為零？

解析：本題的原型是重力場(chǎng)中的單擺問(wèn)題?，F(xiàn)在小球不僅受重力的作用，同時(shí)還受電場(chǎng)力的作用，若將這兩個(gè)力合成為一個(gè)力——等效重力，容易判斷出小球的平衡位置O點(diǎn)，如圖所示，小球若從A′點(diǎn)釋放后，在A與A′之間的來(lái)回振動(dòng)就是在等效重力場(chǎng)中的等幅振動(dòng)。由單擺的知識(shí)可知：小球通過(guò)平衡位置O時(shí)速度最大，而在位置A與A′時(shí)速度為零。由單擺振動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性可知θ=2α。

由此可知，等效法是在效果相同的條件下，將復(fù)雜的狀態(tài)或運(yùn)動(dòng)過(guò)程合理地轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的狀態(tài)或過(guò)程的一種思維方法。

4.近似處理法

近似法是在觀察物理現(xiàn)象、進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)、建立物理模型、推導(dǎo)物理規(guī)律和求解物理問(wèn)題時(shí)，為了分析認(rèn)識(shí)所研究問(wèn)題的本質(zhì)屬性，往往突出實(shí)際問(wèn)題的主要方面，忽略某些次要因素，進(jìn)行近似處理。在求解物理問(wèn)題時(shí)，采用近似處理的手段簡(jiǎn)化求解過(guò)程的方法叫近似法。近似法是研究物理問(wèn)題的基本思想方法之一，具有廣泛的應(yīng)用。

例3：某水池的實(shí)際深度為h，垂直于水面往下看，水池底的視深為多少？（設(shè)水的折射率為n）

解析：如圖所示，設(shè)S為水池底的點(diǎn)光源，在由S點(diǎn)發(fā)出的光線中選取一條垂直于面MN的光線，由O點(diǎn)垂（轉(zhuǎn)下頁(yè)）（接上頁(yè)）直射出，由于觀察者在S正方，所以另一條光線與光線SO成極小的角度從點(diǎn)S射向水面點(diǎn)A，由點(diǎn)A遠(yuǎn)離法線折射到空氣中，因入射角極小，故折射角也很小，進(jìn)入人眼的兩條折射光線的反向延長(zhǎng)線交于點(diǎn)S′，該點(diǎn)即為我們看到水池底光源S的像，像點(diǎn)S′到水面的距離，即為視深。

由幾何關(guān)系有所以，

因?yàn)閞、i均很小，則有，所以又因

即視深

從上例中可以看出，一個(gè)量是否可以被忽略不計(jì)，不是看它的絕對(duì)數(shù)值，而是看它和其它量相比是否小到可以被忽略不計(jì)。

高中物理學(xué)習(xí)中涉及大量的圖像問(wèn)題，運(yùn)用圖像解題是一種重要的解題方法，在運(yùn)用圖像解題的過(guò)程中，若能分析有關(guān)圖像所表達(dá)的物理意義，抓住圖像的斜率、截距、交點(diǎn)、面積、臨界點(diǎn)等幾個(gè)要點(diǎn)，常常就可以方便、簡(jiǎn)明、快捷地解題。

除了以上幾種方法外，還有分析綜合法、臨界分析法、反證法等，也是在高中物理中常用的處理問(wèn)題的方法，所以為了能夠讓學(xué)生更有效的分析和解決問(wèn)題，在物理教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理思想處理問(wèn)題的能力。

參考文獻(xiàn)

[1]高中物理學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題及解決方法；《教育》，2016（7）：00305-00305.

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