江平生

【內(nèi)容摘要】物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理學(xué)中的每一個(gè)概念、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和確立主要依賴于實(shí)驗(yàn)因此，在初中教學(xué)中，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的訓(xùn)練，可以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域，使理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣，本文就根據(jù)筆者的教學(xué)實(shí)踐和體會(huì)，結(jié)合具體例子，談?wù)勣D(zhuǎn)換法在解決初中物理問(wèn)題的實(shí)際應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】初中物理 轉(zhuǎn)換法 實(shí)際 應(yīng)用

要提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，活躍學(xué)生的思想，就必須在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，摒棄過(guò)去傳統(tǒng)的教學(xué)方式，授以學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基本方法研究物理的科學(xué)方法有很多，經(jīng)常用到的有觀察法、控制變量法、模型法、等效法、理想實(shí)驗(yàn)法、類比法、轉(zhuǎn)換法、科學(xué)推理法等。

轉(zhuǎn)換法，就是物理學(xué)中對(duì)于一些看不見(jiàn)摸不著的現(xiàn)象或不易直接測(cè)量的物理量，通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)或用易測(cè)量的物理量間接測(cè)量，這種研究問(wèn)題的方法叫轉(zhuǎn)換法所謂“轉(zhuǎn)換法”，主要是指在保證效果相同的前提下，將不可見(jiàn)、不易見(jiàn)的現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)、易見(jiàn)的現(xiàn)象；將陌生、復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)換成熟悉、簡(jiǎn)單的問(wèn)題；將難以測(cè)量或測(cè)準(zhǔn)的物理量轉(zhuǎn)換為能夠測(cè)量或測(cè)準(zhǔn)的物理量的方法。

一、轉(zhuǎn)換法在力學(xué)中的應(yīng)用

力的大小可以通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)來(lái)測(cè)量，但彈簧測(cè)力計(jì)只能測(cè)量出拉力的大小需要測(cè)量重力和滑動(dòng)摩擦力時(shí)，就無(wú)法測(cè)量了遇到此類需要測(cè)量出不易直接測(cè)量的物理量時(shí)，通過(guò)運(yùn)用轉(zhuǎn)換法，先測(cè)出易測(cè)量的物理量，再用測(cè)出的物理量間接測(cè)量出要測(cè)的物理量比如在研究“滑動(dòng)摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)”時(shí)，無(wú)法直接測(cè)量出滑動(dòng)摩擦力的大小，于是，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著物體，使物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)量物體對(duì)測(cè)力計(jì)中彈簧的拉力大小，再根據(jù)二力平衡的知識(shí)可以得到拉力就等于物體所受的滑動(dòng)摩擦力的大小通過(guò)拉力大小來(lái)反映摩擦力的大小，把不易測(cè)的摩擦力轉(zhuǎn)換為彈簧測(cè)力計(jì)的拉力，從而正確得出“滑動(dòng)摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)”的結(jié)論同樣研究“重力與質(zhì)量關(guān)系時(shí)”，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著鉤碼，使鉤碼保持靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)二力平衡的知識(shí)可知，此時(shí)的拉力大小就等于重力的大小。

二、轉(zhuǎn)換法在電學(xué)中的應(yīng)用

電流是電荷的定向移動(dòng)形成的但是電荷本身無(wú)法直接看見(jiàn)，不象水流、車流那么直觀如何判斷電路中有電流呢？這就需要用到轉(zhuǎn)換法，將不可見(jiàn)的現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)的現(xiàn)象由于導(dǎo)體有電流通過(guò)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的效應(yīng)。

在測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，電功率不能直接測(cè)量出來(lái)。當(dāng)遇到不能直接測(cè)量的物理量時(shí)，運(yùn)用轉(zhuǎn)換法，先測(cè)出能測(cè)量的物理量將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，直接測(cè)出燈泡兩端的電壓，同時(shí)用電流表測(cè)出通過(guò)燈泡的電流，根據(jù)功率的計(jì)算公式P=UI計(jì)算出燈泡此時(shí)的功率大小。

三、轉(zhuǎn)換法在磁學(xué)中的應(yīng)用

磁場(chǎng)是一種看不見(jiàn)，而又摸不著的特殊物質(zhì)，磁體的周圍存在著磁場(chǎng)如何通過(guò)直觀現(xiàn)象證明磁場(chǎng)的存在？因?yàn)榇艌?chǎng)對(duì)放入其中的磁體有力的作用，鐵屑放入磁場(chǎng)中可以被磁化于是，運(yùn)用轉(zhuǎn)換法將不可見(jiàn)的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換為鐵屑的分布，通過(guò)受磁場(chǎng)作用力影響后的鐵屑的分布來(lái)反映磁場(chǎng)的分布情形，從而建立磁場(chǎng)的理想模型——磁感線。

探究“影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素”的實(shí)驗(yàn)中，電磁鐵的磁性強(qiáng)弱是看不出來(lái)的電磁鐵和磁鐵一樣都可以吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)，于是將電磁鐵的磁性強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換為電磁鐵對(duì)大頭針的吸引數(shù)目，數(shù)目越大，說(shuō)明磁性越強(qiáng)。

四、轉(zhuǎn)換法在熱學(xué)中的應(yīng)用

為了比較水和沙子吸熱本領(lǐng)的大小，做了如下實(shí)驗(yàn)：在兩個(gè)相同的燒杯中分別裝入質(zhì)量、初溫相同的水和沙子，對(duì)其加熱，比較水和沙子升高到同一溫度時(shí)，所吸收的熱量就可以比較出水和沙子的吸熱本領(lǐng)如何比較出沙子和水吸收的熱量是這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)，需要將不易測(cè)得的物理數(shù)據(jù)在效果相同的情況下，轉(zhuǎn)換為可測(cè)得的數(shù)據(jù)于是這里就用同一熱源對(duì)沙子和水加熱，通過(guò)比較加熱時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)比較他們吸收的熱量，加熱時(shí)間越長(zhǎng)，吸收的熱量越多。

在活動(dòng)“比較質(zhì)量相等的不同燃料充分燃燒時(shí)放出的熱量”中，用天平分別測(cè)量出質(zhì)量為10g的酒精和碎紙片，將其分別放在兩個(gè)燃燒皿中點(diǎn)燃它們，讓它們充分燃燒比較放出的熱量如何比較放出的熱量呢？這里不是同一熱源，不能通過(guò)比較放熱時(shí)間來(lái)比較放出的熱量。于是，根據(jù)熱量的定義：熱量，指的是由于溫差的存在而導(dǎo)致的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中所轉(zhuǎn)移的能量，運(yùn)用轉(zhuǎn)換法，將測(cè)量熱量轉(zhuǎn)換成測(cè)量溫度差測(cè)量溫度的儀器是溫度計(jì)用這兩種燃料分別加熱等質(zhì)量的水，將比較放出的熱量轉(zhuǎn)換為水吸收的熱量，當(dāng)完全燃燒后，測(cè)出水的溫度差，溫差越大，吸收的熱量越多，也就是放出的熱量越多，熱值越大。通過(guò)轉(zhuǎn)換法，將陌生熱量轉(zhuǎn)換成熟悉、簡(jiǎn)單的溫度差，將難以測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)換成可以測(cè)量的物理量，化難為易，間接獲得解決問(wèn)題的方法。

五、轉(zhuǎn)換法在機(jī)械能中的應(yīng)用

探究動(dòng)能的大小跟哪些因素有關(guān)時(shí)，動(dòng)能的大小是看不見(jiàn)的，動(dòng)能的計(jì)算公式初中學(xué)生還沒(méi)有掌握，它的大小就需要間接顯示，轉(zhuǎn)換為直觀的現(xiàn)象根據(jù)能是物體做功的本領(lǐng)，物體能夠做多少功就說(shuō)明物體具有多少能的原理，讓小球從斜面上滑到水平面上對(duì)木塊做功，將動(dòng)能的大小轉(zhuǎn)換為木塊滑動(dòng)距離的大小木塊滑動(dòng)距離越大，說(shuō)明小球?qū)δ緣K做的功越多，小球具有的動(dòng)能就越大。

同理，探究重力勢(shì)能大小跟哪些因素有關(guān)時(shí)將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為木樁進(jìn)入沙中的深度，木樁進(jìn)入沙中的深度越深，表明重物下落對(duì)木樁做的功越多，重物的重力勢(shì)能就越大。

（作者單位：江西省贛州市南康區(qū)峨嵋初中）