高三物理巧用直覺思維解題方法(實(shí)例)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三學(xué)習(xí)指導(dǎo) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
    我們?cè)谏钪校谔幚砀鞣N形形色色的物理問題時(shí),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(shí)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(huì)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(qiáng)直覺思維能力培養(yǎng),既是提高學(xué)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(duì)幾個(gè)例題進(jìn)行對(duì)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(dǎo)致直覺,應(yīng)該是直覺的規(guī)律之一。在物理學(xué)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(chǎng)與重力場(chǎng)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(qiáng)電場(chǎng)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(shí)球?qū)壍赖膲毫?mg。求:(1)小球所受電場(chǎng)力的大小和方向。(2)帶電小球在滑動(dòng)過程中的最大速度。
  


  解析:(1)若槽所在空間不存在電場(chǎng),可以推知:小球滑到最低位置B時(shí)它對(duì)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(chǎng)力做功,因此小球所受電場(chǎng)力的方向水平向右。用v表示小球滑到最低位置B時(shí)它的速度。小球過B點(diǎn)時(shí)其受力情況如圖2所示。圖中,F(xiàn)為電場(chǎng)力,根據(jù)動(dòng)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(chǎng)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(diǎn)。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(duì)小球所作的功最多。因此,小球運(yùn)動(dòng)到圖4中所示的P點(diǎn)時(shí),其速度達(dá)到最大。用表示這個(gè)最大速度。根據(jù)動(dòng)能定理得:,解得:。
  
  點(diǎn)評(píng):注意到此題中的電場(chǎng)和重力場(chǎng)的組合場(chǎng)可以等效類比只有重力場(chǎng)的情況。
  
  二、巧用等效替代
  
  直覺不會(huì)憑空產(chǎn)生,要以已獲得的知識(shí)和處理問題方法為基礎(chǔ),并在積極的思考中顯現(xiàn)。當(dāng)我們遇到難題,思路閉塞,無從下手時(shí),應(yīng)考慮一些常用假設(shè)的物理量或物理過程代替實(shí)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(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)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(diǎn)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(yùn)行的總時(shí)間。
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