劉玉華

(山東省高唐縣第一中學(xué)，山東 聊城 252800)

等效轉(zhuǎn)換法在高中物理問(wèn)題解決中的應(yīng)用探討

劉玉華

(山東省高唐縣第一中學(xué)，山東 聊城 252800)

隨著我國(guó)教育的改革與發(fā)展，教師越來(lái)越注重學(xué)生能力的培養(yǎng).然而在目前應(yīng)試教育體制下，對(duì)于一名高中生而言，還是需要不斷提高自身解決問(wèn)題的能力.對(duì)高中物理而言，掌握一種等效轉(zhuǎn)換法的思維技巧對(duì)于解決問(wèn)題能力的提高非常有幫助的.

高中物理;等效轉(zhuǎn)換法;解題技巧

眾所周知，高中物理是理科當(dāng)中最難的一門學(xué)科.學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程當(dāng)中一定要掌握高效的學(xué)習(xí)方法以及必要的解題技巧.只有這樣才能起到事半功倍的效果.然而，高中物理的解題技巧有許多，類似于等效轉(zhuǎn)換法，等比替代法，類比推斷法……但很多方法在我們教師看來(lái)雖然比較簡(jiǎn)單易用，但是學(xué)生理解起來(lái)可能就比較困難.因此，教師在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，一定要選擇學(xué)生易于理解而且比較簡(jiǎn)便的解題技巧傳授學(xué)生.從事一線教學(xué)多年的教師可能都會(huì)發(fā)現(xiàn)，在眾多的物理解題技巧當(dāng)中，唯有等效轉(zhuǎn)換法學(xué)生利于理解，而且在做題的過(guò)程當(dāng)中能夠運(yùn)用自如.等效轉(zhuǎn)換法的實(shí)質(zhì)就是將問(wèn)題化繁為簡(jiǎn)，將一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)化成一個(gè)效果作用相同但是卻簡(jiǎn)潔明了的模型.本文以等效轉(zhuǎn)換法為例，論述高中物理的解題技巧.

一、等效轉(zhuǎn)換法的理解

前文當(dāng)中論述了許多有關(guān)等效轉(zhuǎn)換法的特性，那么等效轉(zhuǎn)換法的定義是什么呢？根據(jù)我國(guó)物理學(xué)大綱當(dāng)中提出的，“在解決物理的實(shí)際問(wèn)題過(guò)程當(dāng)中，我們常常用簡(jiǎn)單易于研究的模型，替代比較復(fù)雜的物理原型.我們稱這樣的等效替代思想為等效轉(zhuǎn)換法.”高中物理學(xué)當(dāng)中，等效轉(zhuǎn)換法分為兩種形式，一種是將實(shí)際過(guò)程當(dāng)中難以操作但物理模型轉(zhuǎn)化為理想的思路過(guò)程，另一種是將物理研究的對(duì)象進(jìn)行等效的替代.這兩種等效轉(zhuǎn)換法在物理學(xué)解題的過(guò)程當(dāng)中都應(yīng)用廣泛.學(xué)生一定要注重等效轉(zhuǎn)換法的實(shí)質(zhì)，即是以形變但本質(zhì)不變的思路準(zhǔn)則.

二、等效轉(zhuǎn)換發(fā)的類型

等效轉(zhuǎn)換法的類型有許多，教師一定要抓住考試當(dāng)中比較熱門的模型，讓學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的訓(xùn)練.教師在培養(yǎng)學(xué)生等效轉(zhuǎn)換法的思路過(guò)程當(dāng)中，一定要摒棄題海戰(zhàn)術(shù)的思想，只有做到了有針對(duì)性的訓(xùn)練才能使得學(xué)生對(duì)于等效替代法有著本質(zhì)的理解.在考試的過(guò)程當(dāng)中，做題才能得心應(yīng)手.

1.模型等效轉(zhuǎn)換法

在《人教版必修三》的學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中，學(xué)生最容易遇到的問(wèn)題就是怎么樣才能求出電源的最大效率的問(wèn)題.學(xué)生在剛開(kāi)始碰到此題目的過(guò)程當(dāng)中，首先想到的就是聯(lián)立方程組，運(yùn)用二次函數(shù)的思想，解出當(dāng)電源效率最大值內(nèi)阻和外電路的關(guān)系.不可否認(rèn)，只要學(xué)生做題的時(shí)間足夠?qū)捲?，用函?shù)的思想，能夠比較準(zhǔn)確地解出電源效率最大值的情況.但是不可否認(rèn)，對(duì)一名即將參加高考的學(xué)生而言，時(shí)間是有限的，學(xué)生必須掌握一種高效的解題策略.本文以圖1圖2為例：如果要學(xué)生求出圖1所示的滑動(dòng)變阻器的最大功率.那么根據(jù)我們?cè)诒匦奕锢黼娐返慕忸}經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)外電路的總阻值，等于那電路的阻值時(shí)，外電路的效率最大.因此可以等效為如圖2所示的模型，將外電路R0的電阻和電源E的內(nèi)阻r組合并在一起，然后運(yùn)用前文提到的物理學(xué)規(guī)律，就能很快的解出答案.

2.作用等效法

物理學(xué)是一門研究物體受力狀況的學(xué)科，在研究物體受力狀態(tài)的過(guò)程當(dāng)中，由于情況比較復(fù)雜，我們很容易就會(huì)想到等效替代法的教學(xué)理念.如圖3所示，如果一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)距球M的距離為2R，其萬(wàn)有引力為F，現(xiàn)將此球挖去以R/2為半徑的球體，求剩余部分距離圓心O1的萬(wàn)有引力.對(duì)于一名剛接觸此題的同學(xué)，可能最先想到的就是運(yùn)用萬(wàn)有引力的公式，采用聯(lián)立方程組的思想，運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解除萬(wàn)有引力的大小.這樣的思路仍然和上題一樣比較繁雜，且較短時(shí)間內(nèi)容易出錯(cuò).如果學(xué)生在考試的過(guò)程當(dāng)中，能夠運(yùn)用到等效轉(zhuǎn)換法.那么這題的難點(diǎn)就迎刃而解了.

首先將這道物理高考題目進(jìn)行比較全面的剖析，當(dāng)兩個(gè)物體都是完整的情況下，所受的萬(wàn)有引力為F，那如果是不完整的情況下，是否可以采取力的疊加原理呢？簡(jiǎn)單而言就是將大球所受的萬(wàn)有引力和割去的小球受到的萬(wàn)有引力進(jìn)行矢量疊加，那么就比較巧妙的計(jì)算出了剩余部分的萬(wàn)有引力了.

等下轉(zhuǎn)換法的思路并不是學(xué)生天生就有的，教師在教學(xué)的過(guò)程當(dāng)中可以采取提示的辦法，讓學(xué)生仔細(xì)全面的分析問(wèn)題，找出題目和曾經(jīng)所學(xué)知識(shí)的聯(lián)系.本文以上題為例，教師在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，可以這樣問(wèn)學(xué)生，“大家仔細(xì)觀察這道題目的模型，這和我們?cè)?jīng)所學(xué)的哪種萬(wàn)有引力的模型最為相似？我們是否學(xué)過(guò)割補(bǔ)法，而受力分析的過(guò)程當(dāng)中，是否是遵循矢量相加的原則？”通過(guò)這樣巧妙地提示學(xué)生，讓學(xué)生找出這道題目的原型.最后告訴學(xué)生這就是作用等放法.

總而言之，高中物理的解題技巧有許多.教學(xué)需要抓住高考當(dāng)中比熱門的解題思路，然后針對(duì)這種思路對(duì)學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的訓(xùn)練.作為教師必須知道，巧妙的物理思路并不是學(xué)生天生就有的，這是學(xué)生經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期訓(xùn)練的物理素養(yǎng).本文提到的等效轉(zhuǎn)換法只是萬(wàn)千物理模型當(dāng)中的一種，但是教師卻可以仿照本文提到的等效轉(zhuǎn)換法的教學(xué)模式優(yōu)化自己的教學(xué)方法.

[1]魯清.等效轉(zhuǎn)換法在高中物理問(wèn)題解決中的應(yīng)用探討 [J]. 中學(xué)物理, 2015, 33(12):87-88.

[2]江愛(ài)國(guó).等效轉(zhuǎn)換法在運(yùn)動(dòng)類問(wèn)題中的應(yīng)用例析 [J]. 物理教師, 2014, 35(1).

[責(zé)任編輯：閆久毅]

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2017-07-01

劉玉華(1980.07-)，女，山東省聊城市高唐縣，一級(jí)教師，大學(xué)本科，從事高中物理教學(xué).