高三物理巧用直覺思維解題方法(實例)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三學習指導 來源: 高中學習網(wǎng)


    我們在生活中,在處理各種形形色色的物理問題時,通常由于受客觀條件的限制或受一些偶然因素的干擾,在解決高考物理題的時候常常遇到一些思維障礙而陷入困境,而如果善于抓住直接思維,則可能會收到意想不到的效果。直覺思維是思維的一種方式,它與形象思維、靈感、解題能力有著密切的關(guān)系。加強直覺思維能力培養(yǎng),既是提高學生敏捷的思維品質(zhì),又是高考考查的能力之一,下面本文對幾個例題進行對直接思維的應(yīng)用作淺析。
  
  一、巧用類比法
  
  產(chǎn)生直覺的決定因素可能很多,然而因類比而導致直覺,應(yīng)該是直覺的規(guī)律之一。在物理學中,有很多是經(jīng)常采用類比的方法理解、記憶和應(yīng)用的,如靜電場與重力場的類比,電流與水流的類比等等。
  
  例1如圖1所示半球槽的半徑為R,處在水平向右的勻強電場中。一質(zhì)量為m的帶電小球從槽的右端A處無初速沿軌道滑下,滑到最低位置B時球?qū)壍赖膲毫?mg。求:(1)小球所受電場力的大小和方向。(2)帶電小球在滑動過程中的最大速度。
  


  解析:(1)若槽所在空間不存在電場,可以推知:小球滑到最低位置B時它對軌道的壓力應(yīng)為3mg。這表明在小球下滑的過程中它要克服電場力做功,因此小球所受電場力的方向水平向右。用v表示小球滑到最低位置B時它的速度。小球過B點時其受力情況如圖2所示。圖中,F(xiàn)為電場力,根據(jù)動能定理和向心力公式得:,由題設(shè)可知:,聯(lián)立以上各式得:,方向水平向。
  
 。2)設(shè)小球所受重力與電場力的合力F'的方向跟豎直方向的夾角為θ,如圖3所示。則有:。
  


  過O沿F'的方向作直線交圓軌道于P點。由于小球從A到P它沿合力F'的方向位移最大,故合力F'對小球所作的功最多。因此,小球運動到圖4中所示的P點時,其速度達到最大。用表示這個最大速度。根據(jù)動能定理得:,解得:。
  
  點評:注意到此題中的電場和重力場的組合場可以等效類比只有重力場的情況。
  
  二、巧用等效替代
  
  直覺不會憑空產(chǎn)生,要以已獲得的知識和處理問題方法為基礎(chǔ),并在積極的思考中顯現(xiàn)。當我們遇到難題,思路閉塞,無從下手時,應(yīng)考慮一些常用假設(shè)的物理量或物理過程代替實際的物理量或物理過程,從中提示與發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律性的東西,使同類問題得到解決,以促成直覺思維的顯現(xiàn)。
  
  例2如圖5所示,已知回旋加速器中,D形盒內(nèi)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=1。5T,盒的半徑R=60cm,兩盒間隙d=1。0cm,盒間電壓U=2。0×104V,今將α粒子從近于間隙中心某點向D形盒內(nèi)以近似于零的初速度垂直B的方向射入,求粒子在加速器內(nèi)運行的總時間。
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