物理習題蘊含著概念、公式、規律間關係的多樣性，決定了它可以變換不同的方法求解和習題題目的無限化．當前，很多教師和學生為了提高成績，沉緬於茫茫題海之中，花費了不少精力，卻收不到滿意的效果．面對眾多的物理習題，應當對學生加強思維方法的訓練，提高學生的解題能力，才能收到事半功倍的效果．下面談談中學物理常用的思維方法和解題之間的聯絡．
一、正向思維和逆向思維
所謂正向思維就是「循規蹈矩」，從問題的始態到終態，順著物理過程的發展去思考問題．而逆向思維則是反其常規，是將問題倒過來思考的思維方法．有很多物理習題，利用正向思維方法解決比較困難或解決起來十分繁瑣，而利用逆向思維卻能收到很好的效果．
例1 物體以速度ｖ０被豎直上拋，不計空氣阻力，在到達最高點前0．5ｓ內通過的位移為多大？（ｇ＝10ｍ／ｓ2）
分析求解本題用正向思維不好求解，但利用逆向思維可很快求出答案．
若將物體從被上拋至到達最高點這一過程逆向看，將是乙個自由落體運動，而此題所求的「到達最高點前0．5ｓ內的位移」，正是自由落體前0．5ｓ內的位移．則
ｓ＝（1／2）ｇｔ2＝（1／2）×10×（0．5）2＝1．25（ｍ）．
二、形象思維和抽象思維
形象思維是指從具體的、較真實的、易理解的角度思考問題，而抽象思維則與之相反，是指人腦把各種物件或現象間共同的、本質的屬性提取出來，並同非本質屬性分離出來的過程．在物理解題時，抽象思維是學生把實際問題轉化為典型物理問題的重要思維形式．如果把具體的物理問題化形象為抽象，找出事物的本質屬性，則可簡化解題過程．
例2 如圖1所示，ａｂｃ和ａ'ｂ'ｃ'為平行放置的光滑金屬導軌，ａｂ、ａ'ｂ'段形成一翹起斜面，ｂｃ、ｂ'ｃ'段形成一水平面．在ｂｃ、ｂ'ｃ'的水平部分導軌之間穿過磁感強度為ｂ、方向垂直向上的勻強磁場．在導軌水平部分放有質量為ｍ的金屬桿ｐｑ，讓質量為ｍ的金屬桿ｊｋ由距水平面高為ｈ處無初速下滑．如果ｊｋ始終不與ｐｑ接觸，導軌的水平部分足夠長並始終在磁場區域中，那麼ｊｋ的最後速度是多大？
分析求解金屬桿ｊｋ滑到軌道水平部分時的速度不難由機械能守恆定律求得為ｖ＝，當金屬桿ｊｋ繼續滑動將引起閉合迴路面積、磁通量、感生電流以及金屬桿ｊｋ、ｐｑ所受的安培力的一系列相互關聯的變化．按上述物理過程用數學方法求出金屬桿ｊｋ的最後速度ｖ'十分繁瑣．但是，若能透過電磁現象抓住問題實質就會發現，金屬桿ｊｋ、ｐｑ所組成的系統在水平軌道上運動的過程中，所受的外力的向量和時時刻刻為零，因此系統的動量守恆，而且二者最後具有相同的速度ｖ．這就是對具體問題進行了抽象思維，提取出了問題的本質和規律．因此，由動量守恆定律，得
可見，把具體的物理問題進行抽象思維，抓住事物的本質，能使運算變得簡捷明快，而轉化的關鍵是進行模型抽象的物理思維．
三、隔離思維與整體思維
隔離思維是解題中的一種普遍有效的思維方法，使用它不僅能求出與部分有關的物理量，而且可以求出與整體有關的物理量；而整體思維方法即本著整體觀念對系統進行整體上的分析．處理好隔離思維與整體思維的關係，可以找出解題的簡捷方法．
例3 如圖2所示的容器中，容器ａ與容器ｂ相連並通過閥門ｓ隔開，其中容器ａ內充滿6ａｔｍ的氣體，容積為6ｌ，容器ｂ內充滿同樣的氣體，容積為4ｌ，壓強為8ａｔｍ．求閥門ｓ開通後氣體的壓強（設溫度不變）．
分析求解由於ｐｂ＞ｐａ閥門ｓ開通後有一部分氣體將從容器ｂ進入容器ａ，由於玻意耳定律只適用於質量一定、溫度不變的氣體，而ａ、ｂ兩容器中氣體的質量均有變化，故對容器ａ、對容器ｂ都不能直接應用玻意耳定律求解．若將容器ａ、容器ｂ兩部分氣體看作乙個整體，整體氣體質量、溫度均不變．則對整體由玻意耳定律，有
解得6．8ａｔｍ．
例4 如圖3（ａ）所示，底座ａ上裝有一根直立長桿，共總質量為ｍ，桿上套有一質量為ｍ的圓環ｂ，它與桿間有摩擦．當圓環以初速度ｖ０沿杆向上運動時，圓環的加速度大小為ａ，底座ａ不動，求底座在圓環上公升和下落過程中，水平面對底座的支援力分別是多大？
分析因圓環上公升和下降過程中底座不動，且上公升和下落過程中圓環對底座的作用不同，所以在計算此題時，不能將圓環和底座視為整體，應用隔離法．
略解圓環上公升時，對其作受力分析，如圖3（ｂ）所示．
對圓環對底座0， ②
聯立①、②、③式，可求得水平面對底座的支援力為
圓環下落時，對圓環和底座兩個物體進行受力分析，如圖3（ｃ）所示．
對底座：ｍｇ＋ｆ'－ｎ2＝0，
對圓環聯立以上三式，求得圓環下落時水平面對底座的支援力為
ｎ2四、發散思維和收斂思維
所謂發散思維就是多角度、全方位的思考問題．而收斂思維是將大量的、甚至零亂的事實集中於一點的思維方式．
發散思維必須對某問題的共性有全面的掌握，聯絡得越多，發散得越廣，產生對問題的求解方法就越多，從而可做到一題多解，並從多種解法中選擇出一種簡單明快的方法；收斂思維須對問題的個性有明確的認識，分辨得越清，收斂得越準，這種思維方式可做到多題一解．
例5 某一物體被豎直上拋，空氣阻力不計．當它經過拋出點上方0．4ｍ處時，速度為3ｍ／ｓ．當它經過拋出點下方0．4ｍ處時，速度應為多少？（ｇ＝10ｍ／ｓ2）
分析求解此題可從多個方面入手求解．
解法一設到達拋出點上方0．4ｍ處時還能上公升高度為ｈ，則
ｈ＝ｖ02／2ｇ＝32／（2×10）＝0．45（ｍ）．
物體從最高點自由下落高度為ｈ＝（0．45＋0．4＋0．4）ｍ時的速度為
ｖｔ＝2ｇｈ＝2×10×1．25＝5（ｍ／ｓ）．
解法二設位移為ｈ１＝0．4ｍ時速度為ｖ１，位移為ｈ２＝－0．4ｍ時速度為ｖ２，則
ｖ１2＝ｖ０2－2ｇｈ１，
ｖ２2＝ｖ０2－2ｇｈ２，
即 32＝ｖ０2－2×10×0．4，
ｖ２2＝ｖ０2－2×10×（－0．4），
解得 ｖ２＝5ｍ／ｓ．
解法三根據豎直上拋物體的上拋速度與回落速度等值反向的特點可知：物體回落到拋出點上方0．4ｍ時，速度為3ｍ／ｓ，方向豎直向下．以此點為起點，物體做豎直下拋運動，從此點開始到原拋出點下方0．4ｍ處的位移為ｈ＝（0．4＋0．4）ｍ，那麼，所求速度為這段時間的末速度，即
5ｍ／ｓ，
再看如下兩題：
例6 質量為ｍ的子彈以水平速度ｖ０射入放於光滑水平桌面上的質量為ｍ的木塊中未射出，若要求子彈99％的動能轉化為內能，應滿足什麼條件？
例7 如圖4所示，金屬桿ａ從ｈ高處沿光滑的弧形平行導軌下滑，進入光滑導軌水平部分後，有豎直向上的勻強磁場ｂ，水平導軌上原來靜止放置著另乙個金屬棒ｃ．設ａ、ｃ兩棒不會相撞，水平導軌足夠長，若使ａ棒有90%的機械能轉化為電能，應滿足什麼條件？
上面兩題中的前者屬於力學中完全非彈性碰撞之類，後者屬於電磁感應之類．我們仔細分析不難發現，兩者均可以收斂於「完全非彈性碰撞」，即通過動量守恆定律和能量守恆定律求解（解略）．
五、等效思維
等效思維是指以效果相同出發，對所研究的物件提出一些方案或設想進行研究的一種方法．等效條件、等效變換、等效假設等均屬此列．這種方法具有啟迪思維、擴大視野、觸類旁通的作用．如力學中的合力是分力的等效代替，運動學中的合運動是分運動的等效代替，以及電路的等效，質量的等效等等．
例8 如圖5所示，真空中一帶電粒子，質量為ｍ、帶電量為ｑ，以初速度ｖ０從ａ點豎直向上射入水平向左的勻強電場中，此帶電粒子在電場中運動到ｂ點時，速度大小為2ｖ０，方向水平向左，求該電場的場強和ａ、ｂ間的電勢差？
分析帶電粒了受力如圖6所示，經分析帶電粒子做類斜拋運動（斜拋運動已超綱），學生很難解答，如果能把這個複雜的運動等效成豎直向上的勻減速運動和水平向左的勻加速運動，學生便容易解答．
略解帶電粒子ａ到ｂ點時速度水平向左．粒子在豎直方向上做勻減速運動，速度從ｖ０減為零，在相同的時間內，粒子在水平方向做初速為零的勻加速運動，速度從零增為2ｖ０，可得水平加速度ａ＝2ｇ．
（1）ｅｑ／ｍ＝2ｇ，ｅ＝2ｍｇ／ｑ．
（2）ｕｑ＝（1／2）ｍ（2ｖ０）2＝2ｍｖ０2，ｕ＝2ｍｖ０2／ｑ．
六、圖象思維
所謂圖象思維是指利用圖象的物理意義來分析問題的思維方法．如運動學中的追及問題、振動和波的問題、熱學中氣體狀態連續變化的問題，均可利用圖象進作分析，既直觀又方便．
例9 如圖7所示，粗細均勻、兩端封閉的ｕ形玻璃管中ａ、ｂ兩部分氣體被水銀柱分開．若ａ、ｂ氣體開始溫度相同，最後公升高相同的溫度時，水銀柱將向哪個方向運動？
分析由題意可知，初始狀態，ｂ中氣體壓強高於ａ中氣體壓強，當公升高相同的溫度時，ａ、ｂ氣體的三個參量都發生變化，因此我們可假設ａ、ｂ氣體體積不變，把它們的「等容」變化情況反映到ｐ－ｔ圖象中，比較δｐａ和δｐｂ的大小．在ｐ－ｔ圖象中設ａ的「等容」線與ｔ軸的夾角為α；ｂ的「等容」線與ｔ軸夾角為β．如圖8，顯然ｔｇβ＞ｔｇα，而則δｐａ＜δｐｂ，故水銀柱向ａ運動．
七、臨界思維
臨界思維是指利用物體處於臨界狀態時的條件來解決物理問題的一種思維方式．
例10 如圖9（ａ）所示，斜面傾角θ＝60°，物體的質量為ｍ，若整個裝置以加速度ａ＝ｇ向右做勻加速直線運動時，則細繩對物體的拉力是多大？
分析求解此題若不加分析，按常規方法用牛頓第二定律求解，將必會出錯．正確方法是用臨界思維方法求解．設物體將離而未離斜面時的臨界加速度為ａ．（此時ｎ＝0）
由圖9（ｂ）列牛頓第二定律方程為：
0， ①
由①／②得 ａ0＝ｇｃｔｇθ＝（／3）ｇ．
因為ａ＝ｇ＞ａ0，所以物體已飛離斜面．
如圖9（ｃ），設物體的連線與豎直方向的夾角為β，則
由③／④得 ｔｇβ＝ａ／ｇ＝1，β＝45°，
故ｔ＝ｍｇ／ｃｏｓ45°＝ｍｇ．
另外，在物理解題中，用到的思維方法還有極限思維、模擬思維、假設思維等，在此不再一一闡述．總之，學生的思維能力決定著解題能力．因此在平時的教學過程中，教師應有意點撥和訓練學生的思維，使其在掌握基礎知識的基礎上，學會靈活思考問題的思維方式．這樣，既提高了學生的思維能力和解題能力，又可使學生對物理學的興趣更加濃厚，形成學習的良性迴圈．
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