高中物理解题方法例话:2逆向思维法
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高考物理复习热点解析—逆向思维法许多物理问题,按照常规的思路来分析思考,比较复杂,如果把问题颠倒过来看,可能变得极其简单,这是逆向思维的运用.善于运用逆向思维,不仅容易将问题化难为易,也容易应用灵活多变的方法来解决问题.在解决具体问题时由因到果的正向思维受阻,使求解过程陷入“山穷水尽”的境地时,若能变换角度,把物体所发生的物理过程逆过来加以分析,又能领略到“柳暗花明”的意境.这种“反其道而行之”的方法叫逆向思维法.解决物理问题常用的逆向思维有过程逆向、时间反演等.例题1.在六盘山高中运动会期间,某位老师参加定点投篮比赛,先后两次将篮球从同一位置斜向上抛出,其中有两次篮球垂直撞在竖直墙面上,不计空气阻力,则下列说法正确的是()A.篮球在空中运动的加速度两次一样大B.篮球撞墙的速度,第一次较大C.从抛出到撞墙,第一次篮球在空中运动的时间较短D.抛出时的速度,第一次一定比第二次大【答案】A【解析】A.不计空气阻力,篮球只受重力,所以篮球在空中运动的加速度两次一样大,均为重力加速度,故A正确;BC .在两次运动中,篮球被抛出后的运动可以看作是平抛运动的逆反运动,由于两次篮球垂直撞在竖直墙面上,在竖直方向有212h gt =可得篮球从抛出到撞墙,第一次在空中运动的时间较长,但是两球的水平位移相同,根据x x v t=可知篮球撞墙的速度,第一次较小,故BC 错误;D.根据平行四边形定则知,抛出时的速度v =第一次的水平初速度小,上升的高度大,则无法比较抛出时的速度大小,故D 错误。
故选A 。
例题2.如图所示,在水平面上有一个质量为m 的小物块,在某时刻给它一个初速度,使其沿水平面做匀减速直线运动,其依次经过A 、B 、C 三点,最终停在O 点。
A 、B 、C 三点到O 点的距离分别为1L 、2L 、3L ,小物块由A 、B 、C 三点运动到O 点所用的时间分别为1t 、2t 、3t 。
下列结论正确的是()A .312222123L L L t t t ==B .312123L L L t t t ==C .312222123L L L t t t >>D .312123L L L t t t <<【答案】A【解析】A C .小物块由A 点到O 点的匀减速运动过程可看成由O 点到A 点的初速度为0的匀加速运动过程,由此可得21112L at =22212L at =23312L at =联立以上各式可得312222123L L L t t t ==A 正确;C 错误;B D .由02v v v +=知1A 12L v t =22B 2L v t =33C 2L v t =因为A B Cv v v >>所以312123L L L t t t >>BD 错误。
第11点巧用逆向思维法解题逆向思维法就是沿着物理过程发生地相反方向,根据原因探索结果地思维方式,即把运动过程地末态当成初态、初态当成末态进行反向研究地方法,该方法一般用于末态已知地情况或末态很容易确定地情况,如匀减速直线运动可看成加速度等大反向地匀加速直线运动.一列火车共有n节车厢,每节车厢地长度都相同且车厢间地间隙不计•该火车进站时做匀减速直线运动直到停下,该过程中,站在车站站台地一个旅客测得最后一节车厢经过他所用时间为t,则该列车第1节车厢经过他所用地时间是_________ •解题指导由于做匀减速直线运动直到停下,可将此运动反演成从终点开始沿反方向做初速度为零地匀加速直线运动,由结论“初速度为零地匀加速直线运动中通过连续相等位移所用时间之比”可得11 : 12: ........ : t n= (y n —,L J n —1) : ( . n —1 —y n —2) : :1即11 : t n = (\,.n —n —1) :1求得第1节车厢经过他所用时间11 = ( ,n- n—1)• t答案见解题指导技巧点拨利用逆向思维法可将末速度为零地匀减速直线运动看成是反方向地初速度为零地匀加速直线个人收集整理仅供参考学习运动来处理,其相应地推论和结论全部适用,求解更为快捷.个人收集整空—仅供参考学习.物体在一条直线上由 A 经B 到C 做匀加速直线运动, AB 段与BC 段地位移分别为 s 和3s ,通过地时间分别为2t 和t .求物体经过B 点时地速度. 解析 物体从A 到B 做加速度为a 、末速度为v 地匀加速运动,可看成从B 到A 做加速度为-a 、初速度为v 地匀减速直线运动,如图所示.1 2将AB 段逆向思维,则 s = v ・2t + 2( — a )(2t )1 2BC 段正向思维,贝U 3s = v • t + ?at 213s联立求得物体在 B 点地速度v =导. 答案 13s 6T。
方法14 逆向思维,柳暗花明许多物理问题,按照常规的思路来分析思考,比较复杂,如果把问题颠倒过来看,可能变得极其简单,这是逆向思维的运用.善于运用逆向思维,不仅容易将问题化难为易,也容易应用灵活多变的方法来解决问题.在解决具体问题时由因到果的正向思维受阻,使求解过程陷入“山穷水尽”的境地时,若能变换角度,把物体所发生的物理过程逆过来加以分析,又能领略到“柳暗花明”的意境.这种“反其道而行之”的方法叫逆向思维法.解决物理问题常用的逆向思维有过程逆向、时间反演等.高考题目一般是不超纲的,当考生对于一道题目毫无头绪时,不妨先静下心来,看看平时所学的定理、性质、公式,有哪些可“套”到这道题目上。
一般说来,我们是看到题目,再联想到选用解题方法,而此时,我们可以选择逆向思维,一道“面目狰狞”的题目也许会变得可亲可爱起来。
例如,当你不知道该用运动学中诸多公式中哪一条的时候,可把运动学中各个公式都写在草稿纸上,看题目中已经告诉我们了多少量,要求的是什么量,逐条对比各个公式,从中选择合适的。
虽然花时间默写公式了,但却从解题中省下了更多的时间,达到了提高效率的目的。
应用逆向思维法解题的基本思路:①分析确定研究问题的类型是否能用逆向思维法解决;②确定逆向思维问题的类型(由果索因、转换研究对象、过程倒推等);③通过转换运动过程、研究对象等确定求解思路。
例题1:(2019高考题)如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H 。
上升第一个H 4所用的时间为t 1,第四个H 4所用的时间为t 2。
不计空气阻力,则t 2t 1满足( )A. 1<t 2t 1<2B. 2<t 2t 1<3C. 3<t 2t 1<4D. 4<t 2t 1<5高考题目一般是不超纲的,当考生对于-道题目无头绪时,不妨先静下心来,看看平时所学的定理、性质、公式,有哪些可"套”到这道题目上。
逆向思维在物理解题中的应用湖北省潜江市文昌高级中学 关 晖 433100通常的思维是顺着事物发生的方向和发展的次序进行分析,即顺向思维。
然而在实际问题中,有时要逆着事物的发展顺序,由“果”寻“因”,这种思维过程就叫逆向思维。
这两种思维方式代表着事物发展的正反两个方向,其过程具有某种对称性。
以下举例说明。
例1:以30m/s 的速度将一物体竖直向上抛出,求物体上升过程中最后1秒内平均速度的大小。
(取g=10m/s 2)分析与解,正向思维求解:物体上升到最高点所需时间s gv t 30== 而物体上升到的最大高度m gv H 45220== 从开始上升到s t 21=时的位移211021gt t v h -=m 40= 所以最后1秒内的平均速度 s m t t h H V /51=--= 逆向思维求解:因上抛运动的上升过程与下落过程是对称的。
若把问题倒过来思考,即变为求上升过程最后1秒内的平均程度为求自由落体运动头1秒内的平均速度大小,所以)/(52110020s m gt V =⨯+=+= 显而易见,逆向思维使本题变得简捷明快,一蹴而就。
例2:将一个被压瘪了但未漏气的乒乓球放进热水中,片刻后乒乓球恢复到原来的球形,在该过程中有关乒乓球内气体(忽略分子间的作用力)的说法,正确的是A .气体分子平均动能增大,压强变大B .单位体积的分子数减小,压强变小C .气体吸收热量,内能增加D .气体对外做功,内能减少分析与解:乒乓球内的气体吸热温度升高,气体分子平均动能增大,内能增大,C 正确,由理想气体状态方程知:C TPV ,温度升高,体积增大,但压强变化不能确定,似乎不能求解。
此时若用逆向思想,假定变化后气体压强'P 小于或等于变化前气体压强P ,则压瘪的乒乓球不会恢复到球形,故'P 一定大于P ,A 正确。
从以上例子看出,由于逆向思维和正向思维具有“对称性”,有时正向思维难以解决的问题,用逆向思维来分析,可以容易得到解决。
高三物理教学中的逆向思维方法摘要:在物理学习过程中,很多物理概念和定律的解答和各种习题的解析,常常要通过逆向思考来解决。
逆向思考其实就是通过从事物的反面进行思考并用创新型的方式解决问题。
通过逆向思考的方式,学生不仅可以从多方面解答问题,还能培养创新方法解决问题,学会融会贯通,举一反三。
有意识的培养学生的逆向思维意识,能让他们在学习中另辟蹊径,达到意想不到的学习效果[1]。
关键词:高三物理复习;逆向思考教学;创新意识;能力培养受到传统的教学和学生本身的思维定式的影响,学生一般都习惯于从问题的正向思维出发去进行学习和思考并解决问题。
然而一些物理问题在解决的过程中如果通过逆向思考,通过问题的结果来找出解决方法,能够使问题得到更快速有效的解决。
逆向思考方法充分体现了人类发散思维的活跃性,以及他们在灵活解决问题方面的能力。
本文从几个方面探讨在高三物理复习中运用逆向思考教学的一些方法,供大家参考。
一、逆向思考方法的概念和特点(一)逆向思考法概念逆向思考法就是通过将事物的因果关系进行互换来分析和讨论问题,通过改变事物情发生的结果和原因来探究事物的本质。
通过这种学习方法,能够简化物理学习中的一些难题,提高学生解决问题的效率。
例如,将物体垂直向上抛出,在达到最高点前一秒的速度是怎样变化的?对于这道问题的解答,如果直接按照垂直上抛来求解,分析问题的过程可能很复杂,但是如果根据它下落的前一秒的速度变化规律来求解,就简单的多了[2]。
(二)逆向思考具有思维发散性和多向性的特点。
例如在复习“力的合成”这一课程时,对于提出的问题:作用在一个直线上的两个同方向作用力4N和6N,形成的合力是多大?按照正向思维方式,应该是10N。
如果换一个思维方式:合力为10N的两个力作用在同一直线和同一方向上,那么这两个力分别是多少?这时候通过逆向思维得出的结论就很有意思了。
可以是2和8,也可以是3和7、6和4等,这就大大拓展了学生的创新思维。
高中物理解题方法逆向思维解题法(原卷版) 内容提要:本文通过几道物理题的解法分析,阐述逆向思维解题方法的几种应用:一、在解题程序上逆向思维;二、在因果关系上逆向思维;三、在迁移规律上逆向思维。
所谓“逆向思维”,简单说来就是“倒过来想一想”。
这种方法用于解物理题,特别是某些难题,很有好处。
下面通过高考物理试卷中的几道题的解法分析,谈谈逆向思维解题法的应用的几种情况。
一、 在解题程序上逆向思维解题程序,一般是从已知到未知,一步步求解,通常称为正向思维。
但有些题目反过来思考,从未知到已知逐步推理,反而方便些。
例1.如图1所示,图1一理想变压器的原副线圈分别由双线圈ab 和cd (匝数都为n 1)、ef 和gh (匝数都为n 2)组成。
用I 1和U 1表示输入电流和电压,用I 2和U 2表示输出电流和电压。
在下列四种接法中,符合关系12212121,n n I I n n U U ==的有: (A ) b 与c 相连,以a 、d 为输入端;f 与g 相连,以e 、h 为输入端。
(B ) b 与c 相连,以a 、d 为输入端;e 与g 相连、f 与h 相连作为输入端。
(C ) a 与c 相连,b 与d 相连作为输入端;f 与g 相连,以e 、h 为输出端。
(D ) a 与c 相连,b 与d 相连作为输入端;e 与g 相连、f 与h 相连作为输出端。
这种在解题程序上的逆向思维法,较多用于选择题和证明题,因为此类题给出了要求的结果,便于逆推。
二、在因果关系上逆向思维物理过程有一定的因果关系,通常从原因出发推导结果,称为正向思维。
但有时反过来,从结果倒推原因,可称为逆向思维。
例2.某人透过焦距为10厘米,直径为4.0厘米的薄凸透镜观看方格纸,每个方格的边长均为0.30厘米。
他使透镜的主轴与方格垂直,透镜与纸面相距10厘米,眼睛位于透镜主轴上离透镜5.0厘米处。
问他至多能看到同一行上几个完整的方格?有同学问:把物体放在焦点处不是不能成像吗?笔者一提示:用逆向思维法。
逆向思维法在求解物理运动问题中的妙用
在解决问题的过程中为了解题简捷,或者从正面入手有一定的难度,有意识地改变思考问题的顺序,沿着反向(由后到前、由果到因)的途径思考、解决问题的解题方法叫逆思法。
这是一种比较具有创造性的思维方法,通常运用可逆性原理、反证归谬等方法进行逆思。
物理学中的可逆过程有运动形式的可逆性、时间反演的可逆性等,下面以运动问题为载体,讲一下逆思法的运用。
【点评】
此题中物体沿光滑斜面上滑,类似于竖直上抛运动,具有时间对称性、速度对称性和位移对称性。
解题时要注意运用这些对称性,简化运算。
【点评】
对于题述只给出最初一段时间内的位移和最后一段时间内的位移,一定要考虑到这两段时间可能重叠的情况。
【点评】
此题小球的运动情境是我们常见的,可视做无穷多个斜抛运动组合而成,需要运用公比为1/2的无穷等比数列求和。
【举一反三】
在解决斜抛运动上升阶段的问题时,我们可以把它视做逆向的平抛运动。
斜抛运动的初速度等价于平抛运动的末速度,斜抛运动到达最高点的速度等价于平抛运动的初速度。
对于完整的斜抛运动,根据对称性可看做由两个相同的平抛运动组合而成,利用平抛运动规律,从而使问题得到快速解决。
高中物理逆向思维法典型例题常用的逆向思维有过程逆向、时间反演等.常在匀减速直线运动至速度为零、斜抛运动末速度水平、光路可逆等.例题:子弹以水平速度连续射穿三个并排的完全相同固定在水平地面上的木块后速度恰好减为零,如图所示,则它在射穿每个木块前的速度之比为多少?穿过每个木块所用时间之比为多少?(设子弹在每个木块中运动的阻力相等)例题:一辆汽车以72km/h的速率行驶,现因故紧急刹车并最终停止,已知汽车刹车过程中加速度的大小为5m/s²,则汽车从开始刹车在5s内的平均速度为(C)A、12m/sB、10m/sC、8m/sD、6m/s例题:做匀减速直线运动直到静止的质点,在最后三个连续相等的运动时间内通过的位移之比是5:3:1,在最后三个连接相等的位移内所用的时间之比是(√3一2):(√2-1):1例题:一物体以某一初速度在粗糙的平面上做匀减速直线运动,最后静止下来。
若物体在最初5s内通过的路程与最后5s内通过的路程之比为11:5,求此物体一共运动了多长时间。
例题:一小物体以一定的初速度自光滑斜面的底端a点上滑,最远可达b点,e为ab的中点,已知物体由a到e的时间为to,则它从e经b再返回e所需时间为()A.t₀B.(√2-1)t₀C.2(√2+1)t₀D.(2√2+1)t₀例题:如图所示,在斜面底端C点以一定初速度斜向左上方抛出质量相同的两小球a、b,小球a、b分别沿水平方向击中斜面顶端A 点和斜面中点B,不计空气阻力,则下列说法正确的是(D)A.小球a.b在空中飞行的时间之比为2:1B.小球a.b在C点时的初速度大小之比为2:1C.小球a.b在击中点时的动能之比为4:1D.小球a.b在抛出点时的速度与斜面的夹角之比为1:1例题:如图所示,一充电的平行板电容器,板长为L,两板间距为d,现将一带电微粒(重力不计)从下极板的左边缘射入电场中,结果带电微粒刚好从上极板的右边缘水平射出,试确定带电微粒射入电场时,速度方向与下板的夹角θ。
如何培养高中物理教学逆向思维能力训练逆向思维是相对于正向思维的一种思维方式,是一种发散思维、创造性思维。
以下是小编分享给大家的关于写如何培养高中物理教学逆向思维能力训练,一起来看看吧!教学中正确引导学生思考物理过程,对于激发学生学习物理的兴趣,提高物理成绩具有重要意义。
本文从逆向思维取得的物理学重要发现到如何运用逆向思维解决实际问题,深入浅出地探讨了高中物理教学中提高学生逆向思维能力的方法。
【关键词】高中物理教学逆向思维训练提高一前言前苏联当代著名教育理论家赞科夫认为:教会学生思考,对学生来说是一生最重要的本钱。
不仅应教会学生解题,更要教会学生如何思维,特别是逆向思维,更重要的是教会学生一种创新意识,培养学生的创新精神。
逆向思维,是一种发散性思维,是一种创造性思维。
运用好逆向思维,就可以使得物理过程变得简单,打破常规,变繁为简,化难为易。
很多物理问题都具有逆向思维的客观基础,如矢量的合成与分解、运动学部分的竖直上抛运动和自由落体运动、平抛运动和斜上抛运动、光学部分的光的色散和光的复合等。
二逆向思维在实际中的运用例1:加速度为2m/s2的物体在水平面上运动,求物体在停止运动前1s内的位移。
逆向思维:匀减速直线运动可以看做是反方向的匀加速直线运动,在最后1s的时间内的位移可以认为是这个匀加速直线运动在最初1s时间内的位移,x=at12/2,得x=1m。
例2:小球沿光滑斜面向上运动,上升阶段,最初t1=5秒和最后t2=5秒内的位移比为3∶2,求小球沿斜面上升的时间。
将匀变速运动看做是另一种匀变速运动的逆向思维,物理教学中遇到的题目很多,多数情况下用逆向思维要比正向思维更易求解。
例3:如图1所示,将篮球从地面上方B点斜向上抛出,刚好垂直击中篮板上A点,不计空气阻力。
若抛射点B向篮板方向移动一小段距离,仍使抛出的篮球垂直击中A则可行的是( )。
A.增大抛射速度v0,同时减小抛射角θ;B.减小抛射速度v0,同时减小抛射角θ;C.增大抛射角θ,同时减小抛出速度v0;D.增大抛射角θ,同时增大抛出速度v0。
2逆向思维法 故事链接:传统的破冰船,都是依靠自身的重量来压碎冰块的,因此它的头部都采用高硬度材料制成,而且设计得十分笨重,转向非常不便,所以这种破冰船非常害怕侧向漂来的流水。
前苏联的科学家运用逆向思维法,变向下压冰为向上推冰,即让破冰船潜入水下,依靠浮力从冰下向上破冰。
新的破冰船设计得非常灵巧,不仅节约了许多原材料,而且不需要很大的动力,自身的安全性也大为提高。
遇到较坚厚的冰层,破冰船就像海豚那样上下起伏前进,破冰效果非常好。
这种破冰船被誉为“本世纪最有前途的破冰船”。
以前的发电机共同的构造是各有一个定子和一个转子,定子不动,转子转
动。
1994年,我国著名的物理学家苏卫星突发奇想,利用逆向思维法,让定子也“旋转起来”。
他经过多次的实验,发明了“两向旋转发电机”定子也转动,发电效率比普通发电机提高了四倍。
同年8月获中国高新科技杯金奖,并受到联合国TIPS 组织的关注。
1996年,丹麦某大公司曾想以300万元人民币买断其专利,可见其发明价值之巨大。
说到“两向旋转发电机”的发明,也应归功于逆向思维。
逆向思维法就是打破原来的顺序或向问题的反方向去思考的一种思维方式。
常用的逆向思维法有过程逆向思维法和状态逆向思维法。
下面分别举例说明。
(1) 过程逆向思维法
[例题1]有一个斜面和竖直放置的半径为2.5m 的半圆形环
组成的光滑轨道如图所示,要想在水平地面上抛出一小球,
使它在半环的的最高点A 平滑地(无碰撞)进入环形轨道下
落到D 点,再沿斜面上升到离地面为10m 高的B 点,求小球
在距D 多远的地方以多大的速度与地面成多大的角度抛出才
能到达B 点?
解析:由于轨道光滑,不计空气阻力,所以小球从C 到A 到D
到B 运动与B 到D 到A 到C 的运动是可逆的,所以我们可采用逆向思维法,将小球从B 点静止释放求到C 点的速度大小方向以及位置。
设小球在A 点时的速度为A v ,以地面为零势面,根据机械能守恒定律
B 到A 的过程R mg mv mgh A 22
12+=
解得s m gR gh v A /1042=-= B 到C 的过程221c mv mgh =解得s m gh v C /2102== A 到作平抛运动
竖直速度s m v v v A C y /102
2=-= 设速度与水平方向夹角为α则1tan ==A y
v v α所以α为45度,
下落的时间g
R t 4=水平位移m g R v t v x A A 204===
所以应从距D 点20m 的地方以与地面成45度大小为s m /210的速度向上抛出才能刚好到达B 点。
[例题2]做匀减速直线运动直到静止的物体,在最后三个连续相等的运动时间内通过的位移比是 。
解析:初速度为零的匀加速直线运动开始的三个连续相等的时间内通过的位移比为:1:3:5,如把这题中的运动倒过来逆时间顺序考虑,可用上前面的规律,则可得答案为:
5:3:1。
[例题3]:一物体以4m/s 2的加速度做匀减速直线运动直到停止,求物体停止前的第2s
内通过的路程。
解析:按常方法考虑似乎缺少条件,无法求解。
如改用逆思维,将物体看成从静止开
始做加速度为4m/s 2的匀加速运动,它在第二秒内通过的路程与题目所求的物体在静止前的
第二秒内通过的路程相等。
则
s=at 22/2- at 12/2=4×22/2- 4×12/2=6m 。
(2)状态逆向思维法
[例题1]一小物体以一定的初速度自光滑斜面的底端a 点上滑,最远可达b 点,e 为ab 的中点,已知物体由a 到e 的时间为t 0,则它从e 经b 再返回e 所需时间为( )
A .t 0 B.(2-1)t 0 C.2 (2+1)t 0 D. (22+1)t 0
解析:由逆向思维可知物体从b 到e 和从e 到a 的时间比为:1:(2-1);即:t :t 0= 1:(2-1),得t= (2+1)t 0,由运动的对称性可得从e 到b 和从b 到e 的时间相等,所以从e 经b 再返回e 所需时间为2t,即 2 (2+1)t 0,答案为C 。