借助直觉思维 求解物理难题

2021-08-05 07:31方友亭
数理化解题研究 2021年16期
关键词:直觉难题行星

方友亭

(福建省闽清县第一中学 350800)

解答高中物理难题时拥有正确的直觉思维,建立在对物理基础知识牢固掌握的基础之上.同时,还需要拥有丰富的解题经验.授课中为提高学生应用直觉思维解答物理难题的意识,应注重直觉思维在解题中的应用讲解.

一、借助直觉思维,解答弹簧类的难题

高中物理很多题目涉及有弹簧,较为抽象.部分学生对弹簧的形变状态把握不深入,导致无法找到解题突破口.教学中可向学生展示相关例题,引导学生先运用直觉思维做出判断,而后运用所学的物理知识进行论证,以迅速突破.

如图1甲,物块A在光滑水平面上以v0运动压缩一端和墙壁相连的弹簧,弹簧的最大压缩量为x.若将弹簧的一端更换为质量为m的物块B,A以2v0向右运动压缩弹簧,如图1乙弹簧的最大压缩量仍为x,则( ).

图1

A.A的质量为3m

B.A的质量为2m

二、借助直觉思维,解答天体类的难题

天体运动类的习题,难在对万有引力定律以及几何知识的灵活应用.为提高学生解答该类习题的能力,课堂上可引导学生凭借直觉思维判断习题的解题思路是怎样的,而后鼓励其运用直觉思维的解题思路进行求解,使其尝到运用直觉思维解答天体类难题的成就感,进一步增强其解题的自信.

运用万有引力知识可以预测未发现的行星.科学家观察发现,宇宙中有一颗行星A绕着中心天体O运动,轨道近似为圆形.轨道半径和周期分别为r、T.通过对该行星运动情况的长时间观测,发现周期每隔t时间就会发生一次大的偏离.可推测其在外侧还受到一个未知行星的影响.假设未知行星的轨道和A轨道在同一平面内,且和A的运动方向相同,则未知行星的轨道半径为( ).

题目中给出运动周期偏离,要求行星的轨道半径.根据直觉思维,需要运用几何知识找到周期之间的关系,而后运用万有引力定律推导出周期和半径之间的关系,便可计算出正确结果.

三、借助直觉思维,解答电场类的难题

一些电场类的难题看似无从下手,而凭借直觉思维,积极联系所学物理知识,通过灵活应用补偿法、对称性等知识,能很快的找到解题思路.课堂上应注重为学生做好解题的示范,使其在以后解答类似习题,少走弯路.

如图2,使用金属丝弯成半径为r的圆环,并预留宽度为d的一个小缺口(d≪r).使该圆环均匀的带电,电荷量为Q,则圆心O点的电场强度大小为( ).

图2

该题目创设的情景较为特殊,看似无法直接进行求解.但根据以往的解题经验,可从直觉上进行判断,即,需要运用场强合成法则,通过补偿思维将圆环补充成一个完整的圆环,转化为缺口部分在O点产生的场强.

四、借助直觉思维,解答综合类的难题

综合类的物理习题考查的知识点较多,难度较大.为更好的突破该类习题,应要求学生运用直觉思维,判断物体运动的关键点、关键位置等,而后运用物理知识进行验证、分析,构建相关的物理方程,加以顺利解答.

图3

小球受到自身重力以及电场力,因此,如将其分开进行考虑则难度较大.从直觉上应使用力的合成法则对两个力进行合成等效成一个新的重力.找到小球在圆轨道上等效最高点,问题也就迎刃而解.

直觉思维是一种重要思维,可给学生解答相关的物理难题带来良好的指引.教学中为更好的培养学生的直觉思维,提高其应用直觉思维解答物理难题的意识与能力,既要做好理论与相关例题的讲解,又要鼓励学生做好解题的总结与反思,把握应用直觉思维解题的相关细节.

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