淺談物理學的思維方法

物理的學習不強調死記硬背，要注重理解概念規律的內涵與外延，注重把握基本的物理模型，更特別注重掌握常用的物理思想方法，主要有：

　　一、逆向思維法

逆向思維是解答物理問題的一種科學思維方法，對於某些問題，運用常規的思維方法會十分繁瑣甚至解答不出，而採用逆向思維，即把運動過程的“末態”當成“初態”，反向研究問題，可使物理情景更簡單，物理公式也得以簡化，從而使問題易於解決，能收到事半功倍的效果．

　　二、對稱法

對稱性就是事物在變化時存在的某種不變性．自然界和自然科學中，普遍存在着優美和諧的對稱現象．利用對稱性解題時有時可能一眼就看出答案，大大簡化解題步驟．從科學思維方法的角度來講，對稱性最突出的功能是啟迪和培養學生的直覺思維能力．用對稱法解題的關鍵是敏鋭地看出並抓住事物在某一方面的對稱性，這些對稱性往往就是通往答案的捷徑．

　　三、圖象法

圖象能直觀地描述物理過程，能形象地表達物理規律，能鮮明地表示物理量之間的關係，一直是物理學中常用的工具，圖象問題也是每年大學聯考必考的一個知識點．運用物理圖象處理物理問題是識圖能力和作圖能力的綜合體現．它通常以定性作圖為基礎(有時也需要定量作出圖線)，當某些物理問題分析難度太大時，用圖象法處理常有化繁為簡、化難為易的功效．

　　四、假設法

假設法是先假定某些條件，再進行推理，若結果與題設現象一致，則假設成立，反之，則假設不成立．求解物理試題常用的假設有假設物理情景，假設物理過程，假設物理量等，利用假設法處理某些物理問題，往往能突破思維障礙，找出新的解題途徑．在分析彈力或摩擦力的有無及方向時，常利用該法．

　　五、整體、隔離法

物理習題中，所涉及的往往不只是一個單獨的物體、一個孤立的過程或一個單一的題給條件．這時，可以把所涉及到的'多個物體、多個過程、多個未知量作為一個整體來考慮，這種以整體為研究對象的解題方法稱為整體法；而把整體的某一部分(如其中的一個物體或者是一個過程)單獨從整體中抽取出來進行分析研究的方法，則稱為隔離法．

　　六、圖解法

圖解法是依據題意作出圖形來確定正確答案的方法．它既簡單明瞭、又形象直觀，用於定性分析某些物理問題時，可得到事半功倍的效果．特別是在解決物體受三個力(其中一個力大小、方向不變，另一個力方向不變)的平衡問題時，常應用此法．

　　七、轉換法

有些物理問題，由於運動過程複雜或難以進行受力分析，造成解答困難．此種情況應根據運動的相對性或牛頓第三定律轉換參考系或研究對象，即所謂的轉換法．應用此法，可使問題化難為易、化繁為簡，使解答過程一目瞭然．

　　八、程序法

所謂程序法，是按時間的先後順序對題目給出的物理過程進行分析，正確劃分出不同的過程，對每一過程，具體分析出其速度、位移、時間的關係，然後利用各過程的具體特點列方程解題．利用程序法解題，關鍵是正確選擇研究對象和物理過程，還要注意兩點：一是注意速度關係，即第1個過程的末速度是第二個過程的初速度；二是位移關係，即各段位移之和等於總位移．

　　九、極端法

有些物理問題，由於物理現象涉及的因素較多，過程變化複雜，同學們往往難以洞察其變化規律並做出迅速判斷．但如果把問題推到極端狀態下或特殊狀態下進行分析，問題會立刻變得明朗直觀，這種解題方法我們稱之為極限思維法，也稱為極端法．

運用極限思維思想解決物理問題，關鍵是考慮將問題推向什麼極端，即應選擇好變量，所選擇的變量要在變化過程中存在極值或臨界值，然後從極端狀態出發分析問題的變化規律，從而解決問題．

有些問題直接計算時可能非常繁瑣，若取一個符合物理規律的特殊值代入，會快速準確而靈活地做出判斷，這種方法尤其適用於選擇題．如果選擇題各選項具有可參考性或相互排斥性，運用極端法更容易選出正確答案，這更加突出了極端法的優勢．加強這方面的訓練，有利於同學們發散性思維和創造性思維的培養．

　　十、極值法

常見的極值問題有兩類：一類是直接指明某物理量有極值而要求其極值；另一類則是通過求出某物理量的極值，進而以此作為依據解出與之相關的問題．

物理極值問題的兩種典型解法．

(1) 解法一是根據問題所給的物理現象涉及的物理概念和規律進行分析，明確題中的物理量是在什麼條件下取極值，或在出現極值時有何物理特徵，然後根據這些條件或特徵去尋找極值，這種方法更為突出了問題的物理本質，這種解法稱之為解極值問題的物理方法．

(2)解法二是由物理問題所遵循的物理規律建立方程，然後根據這些方程進行數學推演，在推演中利用數學中已有的有關極值求法的結論而得到所求的極值，這種方法較側重於數學的推演，這種方法稱之為解極值問題的物理—數學方法．

此類極值問題可用多種方法求解：

①算術—幾何平均數法，即

a．如果兩變數之和為一定值，則當這兩個數相等時，它們的乘積取極大值．

b．如果兩變數的積為一定值，則當這兩個數相等時，它們的和取極小值．

②利用二次函數判別式求極值 一元二次方程ax2＋bx＋c＝0(a≠0)的根的判別式，具有以下性質：

Δ＝b2－ 4ac0——方程有兩實數解；

Δ＝b2－4ac＝0——方程有一實數解；

Δ＝b2－4ac0——方程無實數解．

利用上述性質，就可以求出能化為ax2＋bx＋c＝0形式的函數的極值．

　　十一、估算法

物理估算，一般是指依據一定的物理概念和規律，運用物理方法和近似計算方法，對物理量的數量級或物理量的取值範圍，進行大致的推算．物理估算是一種重要的方法．有的物理問題，在符合精確度的前提下可以用近似的方法簡捷處理；有的物理問題，由於本身條件的特殊性，不需要也不可能進行精確的計算．在這些情況下，估算就成為一種科學而又有實用價值的特殊方法．

　　十二、守恆思想

能量守恆、機械能守恆、質量守恆、電荷守恆等守恆定律都集中地反映了自然界所存在的一種本質性的規律——“恆”．學習物理知識是為了探索自然界的物理規律，那麼什麼是自然界的物理規律？在千變萬化的物理現象中，那個保持不變的“東西”才是決定事物變化發展的本質因素．

從另一個角度看，正是由於物質世界存在着大量的守恆現象和守恆規律，才為我們處理物理問題提供了守恆的思想和方法．能量守恆、機械能守恆等守恆定律就是我們處理高中物理問題的主要工具，分析物理現象中能量、機械能的轉移和轉換是解決物理問題的主要思路．在變化複雜的物理過程中，把握住不變的因素，才是解決問題的關鍵所在．