等效思維在高中物理解題教學(xué)中的應(yīng)用

王鳳祥

摘 要：等效思維是當(dāng)前學(xué)生在進(jìn)行物理知識(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中最常用的一項(xiàng)思維手段，所以將等效思維有效應(yīng)用到物理解題環(huán)節(jié)中，會(huì)聯(lián)系到物理知識(shí)的很多環(huán)節(jié)，而科學(xué)應(yīng)用等效思維對物理知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)或是解答，不僅能幫助學(xué)生將思路向著更為清晰的方向發(fā)展，同時(shí)對于解題的便利性也將提供重要幫助。所以在當(dāng)前我國高中物理教學(xué)環(huán)節(jié)中，要想實(shí)現(xiàn)對學(xué)生等效思維的有效培養(yǎng)，就應(yīng)該保證對問題方向的明確掌握，從而幫助學(xué)生掌握等效思維的優(yōu)勢。確保這一理念可以在教學(xué)環(huán)節(jié)中發(fā)揮顯著積極作用。

關(guān)鍵詞：等效思維；高中物理；解題教學(xué)

一、在力學(xué)知識(shí)中對等效思維的應(yīng)用

等效思維在物理知識(shí)的力學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)用中主要體現(xiàn)在合力和分力的等效分布上。對于當(dāng)前存在的力學(xué)問題，如果在受力環(huán)節(jié)存在較為復(fù)雜的情況，教師也可以引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度分析問題，比如從功能關(guān)系或是牛頓運(yùn)動(dòng)定律上進(jìn)行問題的分析，這對于有效解決問題也將提供一定的幫助作用。所以教師更應(yīng)該在日常教學(xué)工作中加強(qiáng)對學(xué)生的訓(xùn)練，從而在自身解題經(jīng)驗(yàn)的影響下選擇更為正確的判斷，只有這樣才能在不同的規(guī)律之間進(jìn)行更為合格的轉(zhuǎn)換，這也是形成解題技巧的重要方式[1]。

比如在下圖中，某一質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量是2kg，在不同的方向和大小上不同的共點(diǎn)力往往也存在不平衡的狀態(tài)，如果在這一過程中將3N、4N的力進(jìn)行消除。那么質(zhì)點(diǎn)的加速度應(yīng)該是多少？

解析：在本題的研究過程中可以發(fā)現(xiàn)受力的方向存在不明確性，因此如果從剩余的力中分析合力方向，很難對其進(jìn)行有效明確。但是在此環(huán)節(jié)中可以嘗試等效思維的方式進(jìn)行對問題的研究，也就是按照牛頓第三定律的原則，進(jìn)行對力的有效分析，最終能認(rèn)識(shí)到力的作用是相同的，并且借助等效法將3N和4N的力進(jìn)行撤銷，可以確定在牛頓第三定律的作用下，兩個(gè)力的合力方向是反方向的。而在對加速度的研究過程中也可以確定為2.5m/s2。

二、等效思維在物理過程中的應(yīng)用

在當(dāng)前物理教學(xué)環(huán)節(jié)中要想實(shí)現(xiàn)對等效思維的應(yīng)用，其實(shí)也是對物理解題環(huán)節(jié)的有效匯總[2]。借助一種簡單的方式進(jìn)行對復(fù)雜物理知識(shí)的替代，從而實(shí)現(xiàn)對物理問題進(jìn)行簡化的方式。也就是一個(gè)研究對象具備相同的初始狀態(tài)和結(jié)束狀態(tài)，但是在不同的物理過程中，那么在研究對象的變化情況上分析，最終的過程也將是十分有效的。

經(jīng)過大量實(shí)踐證明，借助等效思維對物理過程問題進(jìn)行解決，不僅可以將原本比較復(fù)雜的工作進(jìn)行分解，只有這樣才能將問題簡單化，最終用簡約的方式實(shí)現(xiàn)對問題的合理有效解決，實(shí)現(xiàn)對解題效率的全面提升。

三、在電力題目中對等效思維的應(yīng)用

在當(dāng)前對電路題目的解答環(huán)節(jié)中，等效思維的應(yīng)用也是最為廣泛的一項(xiàng)方式。這種方式可以實(shí)現(xiàn)對解題過程的有效簡化。在電路題目中，最為關(guān)鍵的研究對象就是外接電路電流、功率和電壓三個(gè)環(huán)節(jié)內(nèi)容，借助等效思維的解題環(huán)節(jié)將電路過程進(jìn)行有效簡化，只有這樣才能將運(yùn)算環(huán)節(jié)變得更為簡單[3]。

例如，在下圖中的串聯(lián)電路中，有定值電阻R1和變值電阻R2，如果已知整個(gè)電源的電動(dòng)勢為E，電源內(nèi)阻為r，那么最終變值電阻可以達(dá)到多少？消耗的功率有多大？

在當(dāng)前電源內(nèi)阻不變的前提下，電源輸出功率也不是單調(diào)變化的，只有確保電路輸出功率最大，變值電阻才能實(shí)現(xiàn)最大化。在對題目進(jìn)行研究的環(huán)節(jié)中，可以發(fā)現(xiàn)，對R1和電源內(nèi)阻進(jìn)行等效串聯(lián)，最終才能形成更為直觀的結(jié)果。在對這一例題進(jìn)行解決的過程中，原本的研究對象也將實(shí)現(xiàn)等效變換，所以在對問題進(jìn)行解決的環(huán)節(jié)中也應(yīng)該加強(qiáng)對等效思維的應(yīng)用，最終更有效地實(shí)現(xiàn)對問題簡化目標(biāo)的達(dá)成。

綜上所述，在現(xiàn)階段的高中物理知識(shí)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中，教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式也逐漸得到了發(fā)展，所以在今后的解題環(huán)節(jié)中更需要加強(qiáng)對等效思維的研究，從而實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜物理問題的簡單化轉(zhuǎn)變。此外，當(dāng)前等效思維在物理教學(xué)中的應(yīng)用范圍不斷提升，教師也需要加強(qiáng)對此種教學(xué)方式的發(fā)展和創(chuàng)新，只有這樣才能對學(xué)生發(fā)揮正確的引導(dǎo)作用，讓學(xué)生積極參與到學(xué)習(xí)與探索中。等效思維是當(dāng)前學(xué)生在進(jìn)行物理知識(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中最常用的一項(xiàng)思維手段，所以將等效思維有效應(yīng)用到物理解題環(huán)節(jié)中，不僅可以幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)自身物理知識(shí)掌握能力的提升，對于學(xué)生實(shí)現(xiàn)自設(shè)知識(shí)的全面發(fā)展也將起到十分重要的幫助。因此希望本文的研究能提供有效的幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐晟.等效替代思想在高中物理力學(xué)解題中的應(yīng)用[J].中學(xué)生數(shù)理化（學(xué)研版），2015，42（9）：17.

[2]李镕辰.等效思維在高中物理解題中的應(yīng)用[J].陜西教育（教學(xué)），2016，34（12）：37.

[3]邱磊.等效思維在高中物理解題中的巧用[J].理科考試研究（高中版），2014，15（5）：43.

編輯 馬曉榮