等效思想在高中物理學(xué)習(xí)中的作用研究

郝光源??

摘要：等效思想是進行物理學(xué)的重要思想之一，其能夠讓學(xué)生的學(xué)習(xí)難度降低，可以讓學(xué)生的學(xué)習(xí)效率得到有效提升，對于學(xué)生的學(xué)習(xí)來說具有非常重要的、不可替代的作用。作為高中生，尤其要注重物理學(xué)習(xí)中等效思想的應(yīng)用，通過等效思想的應(yīng)用讓我們的學(xué)習(xí)效率得到提升，讓我們的學(xué)習(xí)質(zhì)量得到優(yōu)化?；诖?，筆者撰寫此文章，從高中生的角度對等效思想在高中物理中的應(yīng)用進行分析研究，以期能夠為更多的高中生物理學(xué)習(xí)提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：高中物理；等效思想；學(xué)習(xí)應(yīng)用；質(zhì)量提升

一、 等效思想分析

所謂“等效”指的就是效果相等，也就是人們研究事物或者運動過程中，從宏觀的角度出發(fā)，重點對結(jié)果進行考證，對事物發(fā)展的過程予以忽略，進而得到兩個不同事物的功能和結(jié)果的共同性。兩者可以相互替代被稱之為等效。物理中的等效思想具有等效的內(nèi)在含義，但其實是將具有共性的東西抽象出來，讓其形成物理學(xué)習(xí)中的“概念”，從而“取代”物理學(xué)中的抽象概念，使之更加容易被接受。也就是說，物理學(xué)習(xí)中等效思想的應(yīng)用更為重要的是為了使學(xué)習(xí)更加簡化，讓學(xué)生學(xué)習(xí)起來更加容易、理解起來更加透徹。等效思想的應(yīng)用可以讓我們把握不同問題之間的核心內(nèi)容，對于提升我們的物理綜合能力和素養(yǎng)來說具有非常重要的作用和意義。

二、 等效思想在物理學(xué)習(xí)中的應(yīng)用

1. 模型等效替代

運用模型進行等效替代是物理學(xué)習(xí)中非常常用的一種替代方式，其主要是通過使用簡單的模型來代替復(fù)雜的物理原型，這樣可以將原有的較為復(fù)雜的模型簡單化，我們在學(xué)習(xí)的時候就能夠更加容易理解。高中物理模型等效替代主要有兩種，一種是物理概念的理想化模型，一種是物理對象的理論模型。比如，對于例1我們就可以使用模型等效替代予以解答。

【例1】一木板，其質(zhì)量為m，長度為L，將其放置在水平桌面上，木板與桌面之間的摩擦系數(shù)為μ，現(xiàn)在推動木板，運動到圖1所示位置，那么木板1/3長度在桌外，此時木板所承受的滑動摩擦力是多少？

此時所需要解答的是物體對于桌面的壓力，通過分析，我們可以得知其實際所需要計算的是物體的重力。重力的等效作用點即重心在桌面上，由此我們可以得知FN=mg，因此，f=μFN=μmg。

一道題通過等效思想的應(yīng)用便可以輕而易舉地“化解”，但是其應(yīng)用過程中也需要注意做好等效條件的把握，否則不僅無法有效解決問題，還容易導(dǎo)致錯誤結(jié)果的出現(xiàn)。

2. 過程等效替代

所謂過程等效替代，其主要指的是運用簡單的物理過程對復(fù)雜的過程進行取代或者替代，從而讓物理過程更加簡單，無論在解題過程還是在學(xué)習(xí)過程中，能夠通過簡單的方式理解復(fù)雜的物理過程。其同樣主要表現(xiàn)在兩個方面，一個方面是物理理想過程等效替代實際過程，另一種是物理簡單過程等效替代復(fù)雜過程。針對第一種情況，我們課本中的伽利略理想桌面實驗表現(xiàn)得淋漓盡致；對于第二種情況，我們可以通過一道例題來進行說明。

【例2】如圖2，從足夠長的固定斜面頂端以v0速度水平拋出一物體，那么該物體運動過程中離開斜面的最大距離是多少？

對于此題的解答，我們可以使用平拋運動對斜面運動進行有效替代，平拋運動可以等效分解為水平方向勻速運動和豎直方向自由落體運動，但是如果沿著斜面進行運動，那么沿著斜面向下運動則可以設(shè)為x軸，垂直斜面向上則可以設(shè)為y軸，這樣看來力就可以分解為v0和加速度g，那么物體在x軸的運動則為勻加速運動，在y軸的運動就是豎直上拋運動，其最大距離則呼之欲出，很容易便可以得到：（v0sina）22gcosa。

3. 作用等效替代

作用等效替代是不同的物理事物或者同類的物理事物，在不同的形式下，在同一物理過程中，對外界所產(chǎn)生的作用和效果，通過這個渠道對事物進行研究和分析的一種方式，其更為重要的表現(xiàn)為一種思維方法。作用等效替代應(yīng)用較為頻繁的方面則是力的作用效果等效替代、場的作用效果等效替代，以及電流熱效應(yīng)的等效替代。我們通過力的作用的等效替代例題對此問題予以關(guān)注。

【例3】如圖3，質(zhì)點質(zhì)量為m，M球為均勻球，M球球心與質(zhì)點之間的距離為2R，M球半徑為R，兩者之間的引力為F?，F(xiàn)在，去除右邊半徑為R/2的小球，那么剩余的部分與質(zhì)點m之間的萬有引力為多少？

通過讀題我們可以計算出挖去球質(zhì)量為M1=18M，那么剩下的球的質(zhì)量則為78M，我們設(shè)定其為M2，此時，題目就轉(zhuǎn)換成為M2與m之間的引力。我們可以先求出M1與質(zhì)點m之間的萬有引力，F(xiàn)1=29F，M與質(zhì)點m的引力F可以用M1與m引力F1與M2引力F2的矢量和等效替代，因此，F(xiàn)2=F-F1=79F。

三、 結(jié)語

通過我們對等效思想運用的分析以及相關(guān)例題的解析，可以看出，等效思想的應(yīng)用具有不可替代的重要作用，我們高中生要對此思想予以高度關(guān)注，通過多種方式對其進行應(yīng)用，讓其幫助我們更好地學(xué)習(xí)物理，讓其幫助我們獲得物理能力的提升。

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