高中物理12種解題方法與技巧與操作
其實(shí)高中物理考試常見(jiàn)的類型無(wú)非包括以下12種，這12種常見(jiàn)題型的解題方法和思維模板，還介紹了高考各類試題的解題方法和技巧，提供各類試題的答題模版，飛速提升你的解題能力，如何才能學(xué)好物理呢?小編在這里整理了相關(guān)資料，快來(lái)學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧!
高中物理12種解題方法與技巧
1直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題
題型概述：直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題是高考的熱點(diǎn)，可以單獨(dú)考查，也可以與其他知識(shí)綜合考查.單獨(dú)考查若出現(xiàn)在選擇題中，則重在考查基本概念，且常與圖像結(jié)合;在計(jì)算題中常出現(xiàn)在第一個(gè)小題，難度為中等，常見(jiàn)形式為單體多過(guò)程問(wèn)題和追及相遇問(wèn)題.
思維模板：解圖像類問(wèn)題關(guān)鍵在于將圖像與物理過(guò)程對(duì)應(yīng)起來(lái)，通過(guò)圖像的坐標(biāo)軸、關(guān)鍵點(diǎn)、斜率、面積等信息，對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分析，從而解決問(wèn)題;對(duì)單體多過(guò)程問(wèn)題和追及相遇問(wèn)題應(yīng)按順序逐步分析，再根據(jù)前后過(guò)程之間、兩個(gè)物體之間的聯(lián)系列出相應(yīng)的方程，從而分析求解，前后過(guò)程的聯(lián)系主要是速度關(guān)系，兩個(gè)物體間的聯(lián)系主要是位移關(guān)系.
2物體的動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題
題型概述：物體的動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題是指物體始終處于平衡狀態(tài)，但受力不斷發(fā)生變化的問(wèn)題.物體的動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題一般是三個(gè)力作用下的平衡問(wèn)題，但有時(shí)也可將分析三力平衡的方法推廣到四個(gè)力作用下的動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題.
思維模板：常用的思維方法有兩種
(1)解析法：解決此類問(wèn)題可以根據(jù)平衡條件列出方程，由所列方程分析受力變化;
(2)圖解法：根據(jù)平衡條件畫出力的合成或分解圖，根據(jù)圖像分析力的變化.
3運(yùn)動(dòng)的合成與分解問(wèn)題
題型概述：運(yùn)動(dòng)的合成與分解問(wèn)題常見(jiàn)的模型有兩類.一是繩(桿)末端速度分解的問(wèn)題，二是小船過(guò)河的問(wèn)題，兩類問(wèn)題的關(guān)鍵都在于速度的合成與分解.
思維模板：(1)在繩(桿)末端速度分解問(wèn)題中，要注意物體的實(shí)際速度一定是合速度，分解時(shí)兩個(gè)分速度的方向應(yīng)取繩(桿)的方向和垂直繩(桿)的方向;如果有兩個(gè)物體通過(guò)繩(桿)相連，則兩個(gè)物體沿繩(桿)方向速度相等。
(2)小船過(guò)河時(shí)，同時(shí)參與兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，一是小船相對(duì)于水的運(yùn)動(dòng)，二是小船隨著水一起運(yùn)動(dòng)，分析時(shí)可以用平行四邊形定則，也可以用正交分解法，有些問(wèn)題可以用解析法分析，有些問(wèn)題則需要用圖解法分析。
4拋體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題
題型概述：拋體運(yùn)動(dòng)包括平拋運(yùn)動(dòng)和斜拋運(yùn)動(dòng)，不管是平拋運(yùn)動(dòng)還是斜拋運(yùn)動(dòng)，研究方法都是采用正交分解法，一般是將速度分解到水平和豎直兩個(gè)方向上.
思維模板：(1)平拋運(yùn)動(dòng)物體在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其位移滿足x=v0t，y=gt2/2，速度滿足vx=v0,vy=gt;
(2)斜拋運(yùn)動(dòng)物體在豎直方向上做上拋(或下拋)運(yùn)動(dòng)，在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在兩個(gè)方向上分別列相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程求解
5圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題
題型概述：圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題按照受力情況可分為水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)和豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，按其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)可分為勻速圓周運(yùn)動(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng).水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)多為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)一般為變速圓周運(yùn)動(dòng).對(duì)水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)重在考查向心力的供求關(guān)系及臨界問(wèn)題，而豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)則重在考查最高點(diǎn)的受力情況.
思維模板：
(1)對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)，應(yīng)先分析物體是否做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若是，則物體所受的合外力等于向心力，由F合=mv2/r=mrω2列方程求解即可;若物體的運(yùn)動(dòng)不是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則應(yīng)將物體所受的力進(jìn)行正交分解，物體在指向圓心方向上的合力等于向心力.
(2)豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)可以分為三個(gè)模型：①繩模型：只能對(duì)物體提供指向圓心的彈力，能通過(guò)最高點(diǎn)的臨界態(tài)為重力等于向心力;②桿模型：可以提供指向圓心或背離圓心的力，能通過(guò)最高點(diǎn)的臨界態(tài)是速度為零;③外軌模型：只能提供背離圓心方向的力，物體在最高點(diǎn)時(shí)，若v<(gR)1/2，沿軌道做圓周運(yùn)動(dòng)，若v≥(gR)1/2，離開(kāi)軌道做拋體運(yùn)動(dòng).
6牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用問(wèn)題
題型概述：牛頓運(yùn)動(dòng)定律是高考重點(diǎn)考查的內(nèi)容，每年在高考中都會(huì)出現(xiàn)，牛頓運(yùn)動(dòng)定律可將力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)合起來(lái)，與直線運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用問(wèn)題常見(jiàn)的模型有連接體、傳送帶等，一般為多過(guò)程問(wèn)題，也可以考查臨界問(wèn)題、周期性問(wèn)題等內(nèi)容，綜合性較強(qiáng).天體運(yùn)動(dòng)類題目是牛頓運(yùn)動(dòng)定律與萬(wàn)有引力定律及圓周運(yùn)動(dòng)的綜合性題目，近幾年來(lái)考查頻率極高.
思維模板：以牛頓第二定律為橋梁，將力和運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái)，可以根據(jù)力來(lái)分析運(yùn)動(dòng)情況，也可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況來(lái)分析力.對(duì)于多過(guò)程問(wèn)題一般應(yīng)根據(jù)物體的受力一步一步分析物體的運(yùn)動(dòng)情況，直到求出結(jié)果或找出規(guī)律.
對(duì)天體運(yùn)動(dòng)類問(wèn)題，應(yīng)緊抓兩個(gè)公式：
GMm/r2=mv2/r=mrω2=mr4π2/T2 ①。GMm/R2=mg ②.對(duì)于做圓周運(yùn)動(dòng)的星體(包括雙星、三星系統(tǒng))，可根據(jù)公式①分析;對(duì)于變軌類問(wèn)題，則應(yīng)根據(jù)向心力的供求關(guān)系分析軌道的變化，再根據(jù)軌道的變化分析其他各物理量的變化.
7機(jī)車的啟動(dòng)問(wèn)題
題型概述：機(jī)車的啟動(dòng)方式?？疾榈挠袃煞N情況，一種是以恒定功率啟動(dòng)，一種是以恒定加速度啟動(dòng)，不管是哪一種啟動(dòng)方式，都是采用瞬時(shí)功率的公式P=Fv和牛頓第二定律的公式F-f=ma來(lái)分析.
思維模板：(1)機(jī)車以額定功率啟動(dòng).機(jī)車的啟動(dòng)過(guò)程如圖所示，由于功率P=Fv恒定，由公式P=Fv和F-f=ma知，隨著速度v的增大，牽引力F必將減小，因此加速度a也必將減小，機(jī)車做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)，直到F=f，a=0，這時(shí)速度v達(dá)到最大值vm=P額定/F=P額定/f.
這種加速過(guò)程發(fā)動(dòng)機(jī)做的功只能用W=Pt計(jì)算，不能用W=Fs計(jì)算(因?yàn)镕為變力).
(2)機(jī)車以恒定加速度啟動(dòng).恒定加速度啟動(dòng)過(guò)程實(shí)際包括兩個(gè)過(guò)程.如圖所示，“過(guò)程1”是勻加速過(guò)程，由于a恒定，所以F恒定，由公式P=Fv知，隨著v的增大，P也將不斷增大，直到P達(dá)到額定功率P額定，功率不能再增大了;“過(guò)程2”就保持額定功率運(yùn)動(dòng).過(guò)程1以“功率P達(dá)到最大，加速度開(kāi)始變化”為結(jié)束標(biāo)志.過(guò)程2以“速度最大”為結(jié)束標(biāo)志.過(guò)程1發(fā)動(dòng)機(jī)做的功只能用W=F·s計(jì)算，不能用W=P·t計(jì)算(因?yàn)镻為變功率).
8以能量為核心的綜合應(yīng)用問(wèn)題
題型概述：以能量為核心的綜合應(yīng)用問(wèn)題一般分四類.第一類為單體機(jī)械能守恒問(wèn)題，第二類為多體系統(tǒng)機(jī)械能守恒問(wèn)題，第三類為單體動(dòng)能定理問(wèn)題，第四類為多體系統(tǒng)功能關(guān)系(能量守恒)問(wèn)題.多體系統(tǒng)的組成模式：兩個(gè)或多個(gè)疊放在一起的物體，用細(xì)線或輕桿等相連的兩個(gè)或多個(gè)物體，直接接觸的兩個(gè)或多個(gè)物體.
思維模板：能量問(wèn)題的解題工具一般有動(dòng)能定理，能量守恒定律，機(jī)械能守恒定律.
(1)動(dòng)能定理使用方法簡(jiǎn)單，只要選定物體和過(guò)程，直接列出方程即可，動(dòng)能定理適用于所有過(guò)程;
(2)能量守恒定律同樣適用于所有過(guò)程，分析時(shí)只要分析出哪些能量減少，哪些能量增加，根據(jù)減少的能量等于增加的能量列方程即可;
(3)機(jī)械能守恒定律只是能量守恒定律的一種特殊形式，但在力學(xué)中也非常重要.很多題目都可以用兩種甚至三種方法求解，可根據(jù)題目情況靈活選取.
9力學(xué)實(shí)驗(yàn)中速度的測(cè)量問(wèn)題
題型概述：速度的測(cè)量是很多力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，通過(guò)速度的測(cè)量可研究加速度、動(dòng)能等物理量的變化規(guī)律，因此在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律、探究動(dòng)能定理、驗(yàn)證機(jī)械能守恒等實(shí)驗(yàn)中都要進(jìn)行速度的測(cè)量.速度的測(cè)量一般有兩種方法：一種是通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、頻閃照片等方式獲得幾段連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移從而研究速度;另一種是通過(guò)光電門等工具來(lái)測(cè)量速度.
思維模板：用第一種方法求速度和加速度通常要用到勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的兩個(gè)重要推論：①vt/2=v平均=(v0+v)/2，②Δx=aT2，為了盡量減小誤差，求加速度時(shí)還要用到逐差法.用光電門測(cè)速度時(shí)測(cè)出擋光片通過(guò)光電門所用的時(shí)間，求出該段時(shí)間內(nèi)的平均速度，則認(rèn)為等于該點(diǎn)的瞬時(shí)速度，即：v=d/Δt.
10電容器問(wèn)題
題型概述：電容器是一種重要的電學(xué)元件，在實(shí)際中有著廣泛的應(yīng)用，是歷年高考?？嫉闹R(shí)點(diǎn)之一，常以選擇題形式出現(xiàn)，難度不大，主要考查電容器的電容概念的理解、平行板電容器電容的決定因素及電容器的動(dòng)態(tài)分析三個(gè)方面.
思維模板：
(1)電容的概念：電容是用比值(C=Q/U)定義的一個(gè)物理量，表示電容器容納電荷的多少，對(duì)任何電容器都適用.對(duì)于一個(gè)確定的電容器，其電容也是確定的(由電容器本身的介質(zhì)特性及幾何尺寸決定)，與電容器是否帶電、帶電荷量的多少、板間電勢(shì)差的大小等均無(wú)關(guān)
(2)平行板電容器的電容：平行板電容器的電容由兩極板正對(duì)面積、兩極板間距離、介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)決定，滿足C=εS/(4πkd)
(3)電容器的動(dòng)態(tài)分析：關(guān)鍵在于弄清哪些是變量，哪些是不變量，抓住三個(gè)公式[C=Q/U、C=εS/(4πkd)及E=U/d]并分析清楚兩種情況：一是電容器所帶電荷量Q保持不變(充電后斷開(kāi)電源)，二是兩極板間的電壓U保持不變(始終與電源相連).
11帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題
題型概述：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題本質(zhì)上是一個(gè)綜合了電場(chǎng)力、電勢(shì)能的力學(xué)問(wèn)題，研究方法與質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)一樣，同樣遵循運(yùn)動(dòng)的合成與分解、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系等力學(xué)規(guī)律，高考中既有選擇題，也有綜合性較強(qiáng)的計(jì)?算題?.
思維模板：
(1)處理帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題應(yīng)從兩種思路著手①動(dòng)力學(xué)思路：重視帶電粒子的受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，然后運(yùn)用牛頓第二定律并結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求出位移、速度等物理量.②功能思路：根據(jù)電場(chǎng)力及其他作用力對(duì)帶電粒子做功引起的能量變化或根據(jù)全過(guò)程的功能關(guān)系，確定粒子的運(yùn)動(dòng)情況(使用中優(yōu)先選擇).
(2)處理帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題應(yīng)注意是否考慮粒子的重力
①質(zhì)子、α粒子、電子、離子等微觀粒子一般不計(jì)重力;
?、谝旱巍m埃、小球等宏觀帶電粒子一般考慮重力;
?、厶厥馇闆r要視具體情況，根據(jù)題中的隱含條件判斷.
(3)處理帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題應(yīng)注意畫好粒子運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖，在畫圖的基礎(chǔ)上運(yùn)用幾何知識(shí)尋找關(guān)系往往是解題的突破口.
12帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題
題型概述：帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題在歷年高考試題中考查較多，命題形式有較簡(jiǎn)單的選擇題，也有綜合性較強(qiáng)的計(jì)算題且難度較大，常見(jiàn)的命題形式有三種：
(1)突出對(duì)在洛倫茲力作用下帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)量(半徑、速度、時(shí)間、周期等)的考查;
(2)突出對(duì)概念的深層次理解及與力學(xué)問(wèn)題綜合方法的考查，以對(duì)思維能力和綜合能力的考查為主;
(3)突出本部分知識(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用的考查，以對(duì)思維能力和理論聯(lián)系實(shí)際能力的考查為主.
思維模板：在處理此類運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，著重把握“一找圓心，二找半徑(R=mv/Bq)，三找周期(T=2πm/Bq)或時(shí)間”的分析方法.
(1)圓心的確定：因?yàn)槁鍌惼澚指向圓心，根據(jù)f⊥v，畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡中任意兩點(diǎn)(一般是射入和射出磁場(chǎng)的兩點(diǎn))的f的方向，沿兩個(gè)洛倫茲力f作出其延長(zhǎng)線的交點(diǎn)即為圓心.另外，圓心位置必定在圓中任一根弦的中垂線上.
(2)半徑的確定和計(jì)算：利用平面幾何關(guān)系，求出該圓的半徑(或運(yùn)動(dòng)圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角)，并注意利用一個(gè)重要的幾何特點(diǎn)，即粒子速度的偏向角(φ)等于圓心角(α)，并等于弦AB與切線的夾角(弦切角θ)的2倍(如圖所示)，即?φ=α=2θ.
(3)運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定：t=φT/2π或t=s/v,其中φ為偏向角，T為周期，s為軌跡的弧長(zhǎng)，v為線速度。
高中物理解題中的心理操作
一、物理解題概述
近年來(lái)解題研究指出：一個(gè)問(wèn)題是指一個(gè)不能及時(shí)達(dá)到的目標(biāo)，為求達(dá)到這個(gè)目標(biāo)所作的體力或心理的行動(dòng)叫做問(wèn)題解決。解題時(shí)必須要遵從一定的法則。故一個(gè)問(wèn)題應(yīng)包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：(1)始態(tài)(initialstate)──問(wèn)題所給予的已知情況，物理習(xí)題中的已知條件;(2)終態(tài)(goglstate) ──解題時(shí)要達(dá)到的最終目標(biāo)，物理題中的所求;(3)操作法則(operator)──應(yīng)用這些法則把問(wèn)題由始態(tài)轉(zhuǎn)變成終態(tài)，在物理解題中包括要符合的物理定律原理也要符合人們認(rèn)識(shí)的規(guī)律。
在解題過(guò)程中，解題者要由始態(tài)開(kāi)始，通過(guò)一系列的問(wèn)題態(tài)，到達(dá)終態(tài)。由始態(tài)到終態(tài)的所有問(wèn)題態(tài)構(gòu)成了問(wèn)題空間，而問(wèn)題態(tài)的轉(zhuǎn)變需要解題者作出某些心理操作，這樣就構(gòu)造了解題的心理圖象。這心理圖象是個(gè)人化的，它因人而異，它所包含的信息可以較問(wèn)題本身的信息為多或?yàn)樯伲鞘芙忸}者貯存在長(zhǎng)期記憶里知識(shí)的影響。也就是說(shuō)，解題者根據(jù)自己已有的知識(shí)來(lái)構(gòu)造心理圖象和尋找題解。許多時(shí)，問(wèn)題空間很大，容許操作的法則也很多。就是一題多解;有時(shí)問(wèn)題空間雖然很大，容許操作的法則卻很有限，相應(yīng)的問(wèn)題解法也就較少。
解題過(guò)程也是一個(gè)非常復(fù)雜的信息處理過(guò)程，解題者則是一個(gè)信息處理系統(tǒng)，解題就是系統(tǒng)跟問(wèn)題的相互作用。解題取決于這個(gè)信息處理系統(tǒng)的特性和問(wèn)題結(jié)構(gòu)。問(wèn)題結(jié)構(gòu)限制解題的過(guò)程，提供一些可行的行動(dòng);解題者的特性是指他短期記憶的容量，長(zhǎng)期記憶貯存的知識(shí)和貯藏及提取這些知識(shí)所需的時(shí)間，貯藏的知識(shí)“模塊”(基題)越多，提取這些“模塊”的速度越快，解題的效率就越高。
二、物理解題中的心理操作
解題時(shí)，將題目所描述的物理現(xiàn)象譯成物理圖象輸入大腦暫時(shí)儲(chǔ)存，而后大腦將進(jìn)行一系列復(fù)雜的心理操作，使問(wèn)題得以解決。進(jìn)行心理操作，一是要有操作對(duì)象，二是要有一定的操作規(guī)則(包括操作的先后次序)。物理解題中的心理操作對(duì)象是貯存于大腦長(zhǎng)久記憶中物理知識(shí)的基本模塊。而這些“模塊”信息量的大小，集成化程度的高低，因人而異，各不相同。操作規(guī)則必須符合本門學(xué)科的原理和人們認(rèn)識(shí)的規(guī)律。所謂心理操作是指對(duì)這些“模塊”進(jìn)行加工、組合、銜接、再造的心理過(guò)程。沒(méi)有這些“模塊”，心理操作就失去了原料。不能要求一個(gè)毫無(wú)物理知識(shí)的人去解物理題，不論他如何聰明，也不會(huì)解出物理題來(lái)，道理很簡(jiǎn)單，因?yàn)樵谒竽X的長(zhǎng)久記憶里沒(méi)有貯存加工的“模塊”，巧婦難為無(wú)米之炊就是這個(gè)道理。
物理解題的心理操作一般分三個(gè)階段進(jìn)行：
第一階段為檢索提取階段。當(dāng)要解的習(xí)題輸入大腦后，一旦被吸引去開(kāi)始解決時(shí)，我們?cè)械闹R(shí)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐知覺(jué)就會(huì)向著一定問(wèn)題的方向去變化、檢索、識(shí)別而后提取貯存于大腦長(zhǎng)期記憶里相近、相似的“模塊”。這些“模塊”可以是物理某部分、某單元的知識(shí)，也可以是同類型的基本習(xí)題。第一階段的工作為第二階段的加工提供了原料和必要的準(zhǔn)備。當(dāng)然，對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，不見(jiàn)得一次就能將“模塊”提取的十分準(zhǔn)確，有時(shí)在加工的過(guò)程中還可反復(fù)檢索，反復(fù)提取。
第二階段為溝通加工階段。這一階段是心理操作十分重要的階段，它包括采納、排除、分解、組合、遷移、選擇、改造、銜接：溝通等操作環(huán)節(jié)。通過(guò)以上的操作，使問(wèn)題空間逐步確定，逐步明朗。溝通思路，形成策略。在這了階段要對(duì)原有的“模塊”加工再造，重新進(jìn)行組織，大腦皮層的暫時(shí)神經(jīng)聯(lián)系在有些部位出現(xiàn)新的開(kāi)通，有些部位產(chǎn)生暫時(shí)關(guān)閉，進(jìn)行新的改組，這時(shí)候新的創(chuàng)造思維就會(huì)產(chǎn)生。解題從某個(gè)角度講就是一種創(chuàng)造，當(dāng)解決別人從未解決的問(wèn)題時(shí)更是如此。
在進(jìn)行操作時(shí)，有時(shí)需要把整體“模塊”分成元件，直至不能再分。把每一個(gè)“模塊”所含的元素按需要排列，按需要將上述被分解的元素重新組合，依所提供的信息充分想象，還要克服思維定勢(shì)的影響，使問(wèn)題空間逐步確定，形成解題策略。
第三個(gè)階段為反饋輸出階段，經(jīng)過(guò)第二階段的溝通加工，方案策略已經(jīng)形成，再經(jīng)過(guò)編輯、優(yōu)化、計(jì)算、檢驗(yàn)，使被加工的信息系統(tǒng)化、條理化，這就達(dá)到了問(wèn)題的終態(tài)。這時(shí)將已加工完畢的信息分為兩部分：一部分通過(guò)職能器官輸出，一部分又回輸(反饋)到大腦成為新的“模塊”貯于長(zhǎng)期記憶。我們將心理操作過(guò)程用框圖示意如下：
心理操作是個(gè)人化的思維圖式。有些人在問(wèn)題空間中漫無(wú)邊際的思索，但無(wú)法組織，終無(wú)所獲。有些人卻能在問(wèn)題空間中用極為有限的搜尋來(lái)代替幾乎無(wú)法窮盡的搜索，甚至有條不紊地走向目的，不出現(xiàn)任何嘗試的錯(cuò)誤。
三、解題實(shí)例分析
例1，一個(gè)質(zhì)量為m，帶有電荷為q的物件可在水平軌道ox運(yùn)動(dòng)，O端有一與軌道垂直的固定墻。軌道處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)的大小為E，h向沿ox是正向，如圖二所示，小物體以初速vo從xo沿ox軌道運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)受到大小不變的摩擦力f作用，且f
解：如果我們將上述問(wèn)題所描述的物理現(xiàn)象進(jìn)行分析，將會(huì)從大腦的長(zhǎng)期記憶中提取“電勢(shì)能”、“動(dòng)能”、“摩擦力作功”、“功能原理”四個(gè)基本知識(shí)模塊。而這四個(gè)模塊間有什么聯(lián)系，是怎樣銜接起來(lái)的呢?下面我們分兩種情況來(lái)討論：如果沒(méi)有摩擦力，由于物體與墻壁的碰撞井不損失能量，因此物體的功能和電勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化，但功能和電勢(shì)能的總和是守恒的;在有摩擦力的情況下，摩擦力的方向與小物體的運(yùn)動(dòng)方向相反，動(dòng)能和電勢(shì)能都會(huì)逐漸減少，最后將停在O點(diǎn)。這就是小物體克服摩擦力所做的功等于減少的動(dòng)能和電勢(shì)能之和。我們可以用框圖表示如下：
“模塊2”與“模塊3”從不同的方面描寫了物體狀態(tài)的變化，“模塊1”描寫克服摩擦力作功的過(guò)程。物體狀態(tài)的變化，顯然是因摩擦力作功而引起，這樣“模塊1” 與“模塊2、3”之間就有了困果聯(lián)系，而二者的定量關(guān)系是由“模塊4”(功能原理)銜接起來(lái)的。因?yàn)楸締?wèn)題所求物體的后路程是與過(guò)程量功密不可分的物理量，同樣出現(xiàn)在作功的全過(guò)程中，所以提取摩擦力作功的模塊是有道理的。依照?qǐng)D三列式計(jì)算并不困難，此處計(jì)算從略。
例2，如圖所示，在水平光滑的桌面上放一個(gè)質(zhì)量為M的玩具小車，和小車的平臺(tái)(小車的一部分)上有一質(zhì)量可以忽略的彈簧。一端固定在平臺(tái)，另一端用質(zhì)量為m的小球?qū)椈蓧嚎s一定距離后用細(xì)線捆住，用手將小車固定在桌面上，然后燒斷線，小球就被彈出，落在車上A點(diǎn)。如果小車不固定而燒斷細(xì)線，球?qū)⒙湓谲嚿虾翁?設(shè)小車足夠長(zhǎng)。球不致落在車外。(1987年高考題)
解：本題可以分小車動(dòng)與不動(dòng)兩種情況，四個(gè)基本物理過(guò)程，即“小車不動(dòng)時(shí)小球的平拋運(yùn)動(dòng)”，“小車動(dòng)時(shí)小球與小車的相互作用”、“小球?qū)π≤嚨南鄬?duì)運(yùn)動(dòng)”，“小車動(dòng)時(shí)小球的平拋運(yùn)動(dòng)”。每一個(gè)物理過(guò)程可以認(rèn)為是儲(chǔ)存了一定信息的模塊。每個(gè)模塊統(tǒng)攝了許多物理知識(shí)，為小球的乎拋運(yùn)動(dòng)，包括了平拋的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，重力作用的瞬時(shí)效應(yīng)，空間積累效應(yīng)，時(shí)間積累效應(yīng)，小車動(dòng)時(shí)情況更復(fù)雜。但是經(jīng)過(guò)分解、篩選可以發(fā)現(xiàn)四個(gè)過(guò)程都與速度緊密相連，這就有可能通過(guò)速度將四個(gè)物理過(guò)程聯(lián)系起來(lái)，如框圖所示：
在圖五中已圖示了每一“模塊”的從屬關(guān)系，所應(yīng)滿足的物理規(guī)律以及它們之間相互聯(lián)系的銜接條件。這樣解題的思路已經(jīng)溝通，再構(gòu)造數(shù)學(xué)模型去解是并不難的。
例3，一根細(xì)繩跨過(guò)一定滑輪，兩端分別有質(zhì)量為m及M的物體，如圖六，且
M>m，M靜止在地面上，當(dāng)m自由下落h距離后，繩子開(kāi)始與m、M相互作用，在極短時(shí)間內(nèi)繩子被拉緊，求繩子剛剛被拉緊時(shí)，M能上升的最大高度?
解：本題整個(gè)的物理過(guò)程可分為三個(gè)階段。第一階段：m作自由落體運(yùn)動(dòng)。第二階段：繩子分別與物體相互作用。第三階段：m及M分別作勻變速運(yùn)動(dòng)。三個(gè)階段的聯(lián)系是：第一階段m作自由落體運(yùn)動(dòng)的末速度v恰是第二階段m與繩相互作用前的初速度。第二階段m、M與繩子相互作用后的速度V就是第三階段M作變速運(yùn)動(dòng)的初速度。如圖七所示。
從圖七我們可以看出每一個(gè)階段實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)知識(shí)“模塊”，但每一“模塊”所包含的知識(shí)容量并不相同，每一“模塊”有各自的特點(diǎn)和應(yīng)該滿足的規(guī)律。這些規(guī)律就是操作規(guī)則。這三個(gè)“模塊”自然地銜接起來(lái)就構(gòu)成了一個(gè)完整清晰的圖象，再計(jì)算是不難的。
人類認(rèn)識(shí)的理論不僅要解釋人怎樣進(jìn)行復(fù)雜的思維和解題工作，還要解釋人是怎樣學(xué)會(huì)這么作的。研究解題者對(duì)物理問(wèn)題構(gòu)造的心理圖象，目的是了解他們對(duì)物理知識(shí)的組織和加工能力。在物理學(xué)習(xí)上重理解輕記憶的作法是不足取的，也是沒(méi)有根據(jù)的。解題的成功者在于他們擁有高度組織的物理知識(shí)，并在記憶中貯藏了不少相類似問(wèn)題的題解。在物理教學(xué)中只讓學(xué)生盲目作題，不講習(xí)題的溝通和演變、不引導(dǎo)學(xué)生作正確的定性分析也是不可取的。凡成功的解題者，解題策略好的，大都是先對(duì)問(wèn)題作定性分析，探索到解題思路后，才作定量分析。
近年來(lái)國(guó)外有些物理教育家紛紛呼吁應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生定性推理能力。我國(guó)近幾年的高考試題也加大了定性分析考題的成分，注意把重點(diǎn)轉(zhuǎn)向知識(shí)技能的習(xí)得過(guò)程。但是我們?nèi)孕杓訌?qiáng)物理解題的心理過(guò)程研究，加強(qiáng)物理解題的定性分析，這不僅有助于學(xué)生解題策略的形成，也有助于學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。
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