龍泉

摘 要：物理學(xué)科所創(chuàng)設(shè)的解題情境改變時(shí)，同一物理量的值會(huì)發(fā)生改變，但又有一些物理量的值會(huì)不變，即存在“變量”與“恒量”。“恒量”解析法就是以“恒量”為紐帶，從一種情景過(guò)渡到另一種情景的一種解題方法。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)科；恒量；變量

在物理學(xué)科所創(chuàng)設(shè)的解題情境中，這樣的情境設(shè)置占有相當(dāng)大的比例，即當(dāng)一個(gè)物理量發(fā)生改變時(shí)，會(huì)引起相關(guān)的其他一些物理量發(fā)生改變。如：當(dāng)用電器兩端的電壓發(fā)生改變時(shí)，用電器通過(guò)的電流、電功率等會(huì)隨之發(fā)生改變；當(dāng)同一滑輪組所提升物體的重力發(fā)生改變時(shí)，所用的拉力、滑輪組的機(jī)械效率會(huì)隨之改變等。解這類題時(shí)，很多學(xué)生往往束手無(wú)策，不知從何著手，或者由于認(rèn)識(shí)有誤，錯(cuò)誤頻出。例如：解電學(xué)題時(shí)，不同電路狀態(tài)下的物理量值會(huì)出現(xiàn)張冠李戴；解滑輪組問(wèn)題時(shí)，往往會(huì)認(rèn)為同一滑輪組的機(jī)械效率總是不變的。

如果把這些不同情景下發(fā)生改變的量稱為“變量”，如何建立起不同情景之間的聯(lián)系，是解題的關(guān)鍵，而在不同情景間能起聯(lián)系作用的便是那些不變的量，即我們所謂的“恒量”。找到了“恒量”，便找到了解題的突破口，即抓住“不變”以應(yīng)“萬(wàn)變”。下面以兩例來(lái)說(shuō)明這類題型的解題思路。

1.由電源引到某工地的一只標(biāo)有“220 V、100 W”的燈泡亮度較暗，測(cè)得該燈泡的實(shí)際功率只有81 W，而電源的電壓確為220 V，問(wèn)：輸電導(dǎo)線上消耗的功率約有多大？你在計(jì)算中用到了什么近似處理？

本題解題的關(guān)鍵是在燈泡的實(shí)際功率為81 W時(shí)，還要找到

一個(gè)已知條件，才能在這種情景下開(kāi)始解題，而此時(shí)燈泡的電壓與電功率均已不等于標(biāo)值，因此，要找的已知條件是只有燈泡正常工作與不正常工作時(shí)可以認(rèn)為相等的量，即依靠標(biāo)值（正常工作值）計(jì)算出燈泡的電阻，把電阻作為不變的值與實(shí)際功率聯(lián)系解題，解題過(guò)程如下：

R燈===484 ？贅；

U燈===198 V；

U線=U源-U燈=220 V-198 V=22 V；

I線=I燈=== A；

P線=U線I線=22 V× A=9 W.

燈泡的電阻與溫度有關(guān)，燈泡工作的電壓不同，其燈絲溫度不同，電阻也不同，而本題只有把燈泡的電阻作為不變的值，才能由正常工作條件轉(zhuǎn)化為不正常工作所需條件，所以解題過(guò)程中采用了把電阻作為“恒量”解析這一近似處理。

2.滑輪組如圖甲所示，每個(gè)滑輪等重，不計(jì)繩重和摩擦，物體重G從200 N開(kāi)始逐漸增加，直到繩子被拉斷，每次勻速拉動(dòng)繩子將物體提升同樣的高度。圖乙記錄了在此過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率隨物體重力的增加而變化的圖象。問(wèn)：

（1）每個(gè)滑輪重多少？

（2）繩子能承受的最大拉力是多少？

（3）當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為80%時(shí)，物體重多少N？

在解本題的過(guò)程中，根據(jù)題設(shè)條件與情景，應(yīng)該還要注意兩個(gè)基本知識(shí)點(diǎn)，即兩個(gè)公式：F=（G物+G動(dòng)）；η===.解題過(guò)程如下：

由圖像中A點(diǎn)坐標(biāo)可知，當(dāng)物體重為200 N時(shí)，滑輪組機(jī)械效率為50%，則動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)=-G物=200 N；

由B點(diǎn)坐標(biāo)可知，所提升的物體重力最大為1800 N，此時(shí)繩子所承受的拉力最大，則F最大=（G物′+G動(dòng)）=（1800 N+200 N）=667 N.

當(dāng)滑輪組機(jī)械效率為80%時(shí)，G物″===800 N.

在解題過(guò)程中我們可以看到，動(dòng)滑輪重力G動(dòng)一直貫穿始終，當(dāng)所提升的物體的重力發(fā)生改變時(shí)，繩子的拉力與滑輪組的機(jī)械效率均隨之改變，因此，動(dòng)滑輪重力起到了連接不同情景的作用。

同樣，在有關(guān)浮力問(wèn)題計(jì)算中，當(dāng)有些力的大小發(fā)生變化時(shí)，也可抓住某一大小不變的力進(jìn)行相關(guān)計(jì)算解題。

當(dāng)然，以上解題過(guò)程也可以從其他知識(shí)角度進(jìn)行解析，但“恒量”解析不失為一個(gè)較好的切入點(diǎn)，希望能起到拓展學(xué)生解題思路的作用。

（作者單位 湖北省監(jiān)利縣上車灣鎮(zhèn)初級(jí)中學(xué)）