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同学们在学习高中物理知识的过程中,应该以问题解决为导向,以自主学习为核心,在充分利用现有学习资源的基础上,更高效地完成学习任务。这就需要同学们应该培养起足够的创造力和求知欲,不断提升自身的自主思考能力和创新精神,更好地将理论付诸于实践。
发散思维,又称辐射思维、放射思维、扩散思维或求异思维,是指大脑在思维时呈现的一种扩散状态的思维模式,它表现为思维视野广阔,思维呈现出多维发散状,如“一题多解”“一事多写”“一物多用”等方式。发散思维是创造性思维的最主要的特點,是测定创造力的主要标志之一。下面以一道2004年高考广东卷的物理问题为例,谈谈发散思维能力的训练和提升。
例题如图1所示,在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ,导轨间距离为l,匀强磁场垂直于导轨所在
的平面(纸面)向里,磁感应强度为B,两根金属杆1、2摆在导
轨上,与导轨垂直,它们的质量和电阻分别为m1、m2和R1、R2,两金属杆与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为μ,已知:金属杆1被外力拖动,以恒定的速度v0沿导轨运动;达到稳定状态时,金属杆2也以恒定速度沿导轨运动,导轨的电阻可忽略,求此时金属杆2克服摩擦力做功的功率。
分析:本题涉及平行导轨上的两根金属杆的运动,牵涉的知识点有电磁感应、受力平衡、功能关系等。求解本题即可以从法拉第电磁感应定律入手,也可以从受力平衡入手,这样就出现了两种不同的求解方法。
解法1:设金属杆2的运动速度为v,由于两金属杆运动时,两金属杆间和导轨构成的回路中的磁通量发生变化,产生感应电动势E=Bl(v0-v),感应电流I=ER1+R2。金属杆2做匀速运动,它受到的安培力等于它受到的摩擦力,则BlI=μm2g,金属杆2克服摩擦力做功的功率P=μm2gv,解得P=μm2gv0-μm2gB2l2(R1+R2)。
解法2:以F表示拖动金属杆1的外力,以I表示由金属杆1、2和导轨构成的回路中的电流,达到稳定时,对金属杆1有F-μm1g-BIl=0,对金属杆2有BIl-μm2g=0,外力F的功率PF=Fv0,以P表示杆2克服摩擦力做功的功率,则P=PF-I2(R1+R2)-μm1gv0。由以上各式解得P=μm2gv0-μmggB2l2(R1+R2)。
注意:所谓发散思维就是多角度、全方位的思考问题。而收敛思维是将大量的、甚至零乱的事实集中于一点的思维方式。发散思维必须对某问题的共性有全面的掌握,联系得越多,发散得越广,产生对问题的求解方法就越多,从而做到一题多解,并从多种解法中选择出一种简单明快的方法;收敛思维须对问题的个性有明确的认识,分辨得越清,收敛得越准,运用这种思维方式可以做到多题一解。
显然,上述两种解题方法的分析思路和求解过程都不算复杂,求解结果是完全一样的,然而在很多问题的求解过程中采用不同的求解方法往往会出现有的解法很简单,有的解法却异常困难的情况。同学们只有在平时的学习和解题的过程中时刻注意自主思考能力和创造性思维能力的培养,才能够在遇到实际问题时,适时变换解题思路,寻求最优解题方法。
作者单位:江苏南京市第二十九中威尼斯水城分校
发散思维,又称辐射思维、放射思维、扩散思维或求异思维,是指大脑在思维时呈现的一种扩散状态的思维模式,它表现为思维视野广阔,思维呈现出多维发散状,如“一题多解”“一事多写”“一物多用”等方式。发散思维是创造性思维的最主要的特點,是测定创造力的主要标志之一。下面以一道2004年高考广东卷的物理问题为例,谈谈发散思维能力的训练和提升。
例题如图1所示,在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ,导轨间距离为l,匀强磁场垂直于导轨所在
的平面(纸面)向里,磁感应强度为B,两根金属杆1、2摆在导
轨上,与导轨垂直,它们的质量和电阻分别为m1、m2和R1、R2,两金属杆与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为μ,已知:金属杆1被外力拖动,以恒定的速度v0沿导轨运动;达到稳定状态时,金属杆2也以恒定速度沿导轨运动,导轨的电阻可忽略,求此时金属杆2克服摩擦力做功的功率。
分析:本题涉及平行导轨上的两根金属杆的运动,牵涉的知识点有电磁感应、受力平衡、功能关系等。求解本题即可以从法拉第电磁感应定律入手,也可以从受力平衡入手,这样就出现了两种不同的求解方法。
解法1:设金属杆2的运动速度为v,由于两金属杆运动时,两金属杆间和导轨构成的回路中的磁通量发生变化,产生感应电动势E=Bl(v0-v),感应电流I=ER1+R2。金属杆2做匀速运动,它受到的安培力等于它受到的摩擦力,则BlI=μm2g,金属杆2克服摩擦力做功的功率P=μm2gv,解得P=μm2gv0-μm2gB2l2(R1+R2)。
解法2:以F表示拖动金属杆1的外力,以I表示由金属杆1、2和导轨构成的回路中的电流,达到稳定时,对金属杆1有F-μm1g-BIl=0,对金属杆2有BIl-μm2g=0,外力F的功率PF=Fv0,以P表示杆2克服摩擦力做功的功率,则P=PF-I2(R1+R2)-μm1gv0。由以上各式解得P=μm2gv0-μmggB2l2(R1+R2)。
注意:所谓发散思维就是多角度、全方位的思考问题。而收敛思维是将大量的、甚至零乱的事实集中于一点的思维方式。发散思维必须对某问题的共性有全面的掌握,联系得越多,发散得越广,产生对问题的求解方法就越多,从而做到一题多解,并从多种解法中选择出一种简单明快的方法;收敛思维须对问题的个性有明确的认识,分辨得越清,收敛得越准,运用这种思维方式可以做到多题一解。
显然,上述两种解题方法的分析思路和求解过程都不算复杂,求解结果是完全一样的,然而在很多问题的求解过程中采用不同的求解方法往往会出现有的解法很简单,有的解法却异常困难的情况。同学们只有在平时的学习和解题的过程中时刻注意自主思考能力和创造性思维能力的培养,才能够在遇到实际问题时,适时变换解题思路,寻求最优解题方法。
作者单位:江苏南京市第二十九中威尼斯水城分校