假设法在高中物理教学中的应用

朱静

【摘 要】假设法是用科学原理为基础，对未知的问题进行合理的猜测，并通过实验来验证猜测是否正确合理，它是一种重要的研究方法，在物理教学的过程中也得到了廣泛有效的应用。在高中物理教学的过程中运用假设法，有利于我们忽略一些次要的干扰因素，直接抓住问题的本质，让抽象的概念变得简单明了，大大提高了老师的教学效率，同时也提高了学生们的动手能力和创新能力，并且有助于他们逻辑思维能力的形成，为学生今后更加深入的进行系统物理知识的学习奠定了良好的基础。在此，本文就假设法在物理教学中的应用做一下简单的举例介绍。

【关键词】弹力;摩擦力;理想化假设

假设法在高中物理教学应用特别多，本文将从运用假设法判断弹力的有无;运用假设法判断静摩擦力的方向;理想化假设三个方面，对假设法在高中物理中的运用做一个初步的探索。

一、判断弹力的有无

两个物体接触因为反抗物体而有形变，这就是所谓的弹力，有时候要观察的物体因为体积比较小，发生形变也不好肉眼来观察判断，面对这样的难题，老师可以采用假设的方法来验证这个小物体是否存在弹力。首先我们先预设弹力的存在，然后再以假设的条件出发，通过实验来验证物体运动是否符合客观的物理规律，与实际的物体运动是否一致，结合几点综合判断弹力是否存在。比如，将一颗一端系着细线的小球放在斜面上，细线处于垂直的状态。为了判断小球与斜面之间是否存在弹力，我们可以假设它们之间的弹力是存在的，那么这样的话斜面对小球产生一个向斜上方的推动力，这个推力必定会让小球偏离竖直的方向，拴住小球的线也会不与水平面处于垂直的状态。但是实际实验中，拴着小球的细线是处于自然垂直的状态，也就说明了小球并没有偏离竖直的方向，也就没有收到来自斜面的推力了，那么小球有弹力的这个假设也就不成立了。

二、摩擦力的判断

摩擦力的判断一直是高中物理教学的重难点，尤其是静摩擦力的判断。其主要原因是学生没法准确判断两个物体之间是否有相对运动的趋势，这是判断是否有静摩擦力的重要条件。但是如果我们借助假设法，就可以非常容易的判断相对运动的趋势，从而判断静摩擦力的有无，如下例所示：

静摩擦力只有在接触面粗糙，两个物体之间存在正压力并且有相对运动的趋势时才会产生，但是在实际的实验中，由于物体之间的相对运动趋势有时候并不是很显而易见，我们不好准确判断静摩擦力是否存在。在教学的过程中遇到这样的难题时，教师就可以采用假设法来帮助学生正确的判断，用反向的思维方式来解决这一问题。我们假设这两个相互接触的物体表面是光滑的，没有摩擦力的存在，如果这样，当两个相互接触的物体出现相对运动趋势时，就会按照原定的轨道运动起来，这种情况下可以判断摩擦力是存在的;反之，如果两个物体之间没有出现相对运动的趋势，他们之间仍然保持相对静止的状态，则此时不存在静摩擦力。

除此之外，如果两个物体之间存在摩擦力，我们还可以用相对的运动趋势来判断摩擦力的方向。比如，我们将物体放在一个水平的传送带上面，物体与传送带都保持相对静止的状态，教师可以通过假设法对可能出现的与运动情况进行检验，以此来判断物体与传送带之间是否存在静摩擦力。

1.假设传送带运动时，物体与传送带之间不存在静摩擦力。这种情况下物体只受相同大小的支持力和重力作用，当传送带运动时，物体因为惯性的原因会保持原来匀速运动的状态，这时候物体与传送带之间已经出现相对滑动的状态，不是静止的，那么此时物体与传送带之间存在静摩擦力，这个假设就是不成立的。

2.假设物体匀速运动时，物体与传送带之间存在静摩擦力，且是水平方向的力。运动时物体与传送带之间呈现相对运动的趋势则表示有静摩擦力的产生，但是物体与传送带之间不可能存在同步的匀速运动，因此它们之间不存在静摩擦力，也不受摩擦力的作用。

3.假设传送带在做减速运动时，物体与传送带之间不存在静摩擦力。如果两者之间没有静摩擦力存在，那么物体会一直保持原来的运动状态，与传送带呈相对运动。但实际的实验结果表明，物体是随着传送带的减速而表现出减速运动的状态，没有保持原有的运动状态，因此物体此时受到了反方向的静摩擦力的作用。

三、理想化假设法

所谓的理想化假设是放大问题的本质，忽略各种干扰因素，让学生更加清楚明了地去理解课本中的物理知识，极大地提高了高中物理的教学效率。理想化假设是假设法中的一中具体应用方式，细分为理想化模型和理想化实验两种。理想化模型是将物体进行科学合理的抽象，简化物理研究的过程，在我们的质点、单摆、光线、均匀介质、匀速直线运动、自由落体运动这些物理教学中都可以运用;而理想化实验是通过实验来验证假设是否正确合理，理想化实验最具代表性的莫过于伽利略的理想斜面实验、验证机械能守恒定律实验等。

总之，教师在教学中合理应用假设法，可以让学生更易于理解和接受，化难为易，变复杂为简单，从而提高课堂教学效率。