解题思维的分析法和公式选择规则

(　说明：本文约6000字，它和日志中的另一篇论文“教学解题理论若干概念简介”是编制新型软件“高中物理智能解题导师”的主要理论基础 )

         一个特定的计算题要用一个或多个公式〔定律 、定理〕才能解答，不同的问题则一般要用一组不同的公式才能解答。物理课本中有很多的公式，在解答某一个计算问题的时候，总是只需要运用其中的一个或几个公式，绝大多数的公式并不适用。那些被用于解题的公式与其它公式相比较究竟具有什么样的特点? 它们与题目之间究竟存在着什么特别的联系? 运用公式的过程究竟是一种纯粹的猜试还是一种按某些依据进行的选择〔搜索〕活动? 在实际的解题思考中又应当怎样去搜索、选择这些公式? 本文将围绕这些解题思维中的核心问题展开讨论。

      中学物理中，寻找计算题的算法有两种基本的思维方法，即综合法和分析法．这两种方法不是只适用于某一种类型计算问题的方法，而是广泛适用于初中、高中各类计算问题的思考方法．它们不仅在中学物理中有很广泛的适用意义，而且在其他一些学科中也具有重要的意义．在物理教学中，如果学生不能掌握这两种基本方法，就不能形成真正的分析、解决问题能力．让学生切实地掌握这两种方法，既是发展学生思维能力的需要，也是顺利学习物理课程的必须．由于篇幅的限制，本文只借助一个例子对分析法和相关的公式选择规则作深一步的讨论．
　 一、分析法及其特点
　 众所周知，用分析法寻找计算题的解法时，总是要由题述的待求量(简称为初始待求量)开始进行思考，首先考虑怎样去求这个待求量（设为ｘ）．为此需要从众多相关的公式中选出某一个公式，并对这个公式进行某种运算，得出ｘ的表达式．在这个表达式中，除了包含一些已知量之外，还会有新的未知量（称为新生待求量，记为ｙ）出现，这时为了求初始待求量就必先求出新生的待求量，于是求初始待求量（ｘ）的问题就转变为求新 生待求量（ｙ）的问题．当上述的第一步骤完成之后，接着思考怎样求新生待求量（ｙ），这时又要选用另一个公式，经运算后得出ｙ的表达式，把求ｙ的问题转变为求本步骤的新生待求量（ｚ）的问题．当这种过程继续进行到某个新生待求量的表达式等号右边全部是已知量时，初始待求量的算法就被确定下来，寻求算法的思考过程即告完成．运用分析法时，人们总是从怎样求问题的初始待求量入手进行思考，把求初始待求量的问题递次的转变为求新生待求量的问题，直到最后的一个新生待求量能由已知量直接求出为止．
　 例1 放在水平面上的物体，质量为ｍ，它与水平面间的动摩擦因数为μ，若物体受到水平拉力Ｆ′作用，问经过时间ｔ时，拉力的功率是多少?
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