等效轉(zhuǎn)化方法在高中物理解題中的應(yīng)用

李遠(yuǎn)輝

(福建德化第三中學(xué) 362500)

在高中物理學(xué)習(xí)中，等效轉(zhuǎn)化的思想在物理解題中有著重要的應(yīng)用.如，合力與分力、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)、平均速度、交流電的平均值和有效值等都是等效轉(zhuǎn)化思想的具體應(yīng)用.假如在研究或解答電磁場(chǎng)問題時(shí)，如果空間存在多個(gè)電場(chǎng)或磁場(chǎng)，為分析問題方便，可將幾個(gè)電場(chǎng)或磁場(chǎng)進(jìn)行合成，用一個(gè)等效電場(chǎng)或磁場(chǎng)來代替，就能簡(jiǎn)化問題的處理.

一、用等效轉(zhuǎn)化方法解答力學(xué)問題

解題技巧:(1)小球離開平面后做曲線平拋運(yùn)動(dòng)，由于曲線運(yùn)動(dòng)解答比較復(fù)雜，可將運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行等效分解成水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和垂直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)，就能將問題化曲為直、化繁為簡(jiǎn).但需要掌握平拋運(yùn)動(dòng)的條件是具有水平的初速度和只受重力.

(2)平拋運(yùn)動(dòng)的分解通常分為位移分解和速度分解.

(3)要掌握分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系的橋梁是時(shí)間相同，即水平勻速直線運(yùn)動(dòng)和垂直自由落體運(yùn)動(dòng)具有相同的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.

二、等效轉(zhuǎn)化方法的其它應(yīng)用

等效轉(zhuǎn)化的方法在高中物理解題中的應(yīng)用非常廣泛，對(duì)于一些物體運(yùn)動(dòng)過程比較復(fù)雜的問題可以用簡(jiǎn)單的過程來代替，只要對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的起始和終了兩個(gè)時(shí)刻的狀態(tài)進(jìn)行分析，就可以進(jìn)行有效解題，而不必詳細(xì)了解掌握其運(yùn)動(dòng)的中間過程，這樣就能用一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的過程來等效這個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過程，能有效降低解題難度.用模型的方法來解答物理問題是物理解題的重要方法之一，但是許多物理問題發(fā)生的過程或要考慮的因素較多，不容易建立理想的物理模型，如果在解題中能夠抓住問題的本質(zhì)，運(yùn)用一個(gè)理想合適的物理模型進(jìn)行代替就能提高解決物理問題的能力.

例2 利用兩根一樣長(zhǎng)的細(xì)線同時(shí)系住一個(gè)球，就可以做成一個(gè)雙線擺.如果線長(zhǎng)的度是L，每根線與水平面的夾角是θ，求：小球在垂直于紙面內(nèi)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期是多少？如圖2.

解題技巧 模型解題法是解決物理問題的重要方法，如何選擇解題的物理模型對(duì)解題的過程非常重要.本題就是運(yùn)用簡(jiǎn)單的模型代替復(fù)雜模型進(jìn)行解題，能有效提高解題效率.

三、等效轉(zhuǎn)化方法解題的運(yùn)用

1.掌握解題步驟

運(yùn)用等效的方法進(jìn)行高中物理解題，需要掌握其運(yùn)用的一般方法步驟：

(1)對(duì)要求解的物理題目的特點(diǎn)與本質(zhì)特性進(jìn)行深入分析，找到解題的關(guān)鍵問題；

(2)針對(duì)題目的本質(zhì)特性，來尋找可以代替題目中的復(fù)雜問題的運(yùn)動(dòng)過程、解題模型、力、簡(jiǎn)化圖形等，舍去非本質(zhì)和非主要因素，簡(jiǎn)化問題；

(3)分析替換物的規(guī)律和特點(diǎn)，并將等效的替代換遷移到該物理問題中來；

(4)運(yùn)用等效的替代物所遵循的物理規(guī)律和求解方法進(jìn)行解題.

2.在教學(xué)中的運(yùn)用環(huán)節(jié)

(1)在平時(shí)的教學(xué)中注重對(duì)學(xué)生滲透等效轉(zhuǎn)化的思想方法，善于從教材中挖掘教材或習(xí)題中所蘊(yùn)含的等效轉(zhuǎn)化思想方法；

(2)利用等效轉(zhuǎn)化思想為主線對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行總結(jié)，并把各章節(jié)中包含的等效轉(zhuǎn)化思想方法的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)歸納，重點(diǎn)突出等效轉(zhuǎn)化方法在研究物理問題中的作用和利用方法技巧，以達(dá)到強(qiáng)化等效轉(zhuǎn)化思想的目的；

(3)加強(qiáng)解題訓(xùn)練.只有通過適量的解題方法訓(xùn)練，才能讓學(xué)生掌握等效轉(zhuǎn)化方法的運(yùn)用技巧，通過解題學(xué)生才能體會(huì)和感受其方法精髓，才能達(dá)到熟練運(yùn)用的程度.

總之，能否快速準(zhǔn)確求解物理問題，既需要扎實(shí)的物理知識(shí)作基礎(chǔ)，更要掌握實(shí)用方便的解題方法.等效轉(zhuǎn)化的思想和方法是一種高效的解題方法，它是將一個(gè)復(fù)雜的物理問題，等效并轉(zhuǎn)化成一個(gè)簡(jiǎn)單和熟悉的問題進(jìn)行求解，同時(shí)該方法也是研究物理問題的常用基本方法.運(yùn)用該方法的關(guān)鍵是掌握等效的核心內(nèi)涵是：等效替換、等效組合、等效簡(jiǎn)化、等效分解與合成、等效假設(shè)，只有掌握了方法的核心才能把物理問題化難為易，提高解題效率.

[1]李镕辰.等效思維在高中物理解題中的應(yīng)用[J].陜西教育,2016(12).

[2]趙明新.等效替代思想在高中物理力學(xué)解題中的應(yīng)用[J].數(shù)理化解題研究,2017(02).