◇ 浙江 沈建剛

等效思維即在所獲得的結(jié)果趨于一致或相同的情況下,能夠有效實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜物理概念、公式的清晰化表征的思維方式．等效思維在物理解題中有著廣泛的適用性．本文就等效思維在高中物理解題中的應(yīng)用做一簡單介紹,以供參考．

1 等效思維在物理圖形中的轉(zhuǎn)化應(yīng)用

在高中物理電路章節(jié)中,對于一些形式簡單的電路,學(xué)生在教師的引導(dǎo)下基本都能理解和掌握．然而當(dāng)電路呈現(xiàn)出復(fù)雜多變的特點(diǎn)時,學(xué)生的思維不能及時轉(zhuǎn)換,此時可借助等效思維來幫助學(xué)生快速地確定解題思路．

例1在由電阻和理想電源E 構(gòu)成的電路中(如圖1),已知6個電阻的阻值相等,那么此時流過電池的電流為多少?

圖1

解題思路根據(jù)題設(shè)可知,在電路圖中電阻和節(jié)點(diǎn)的數(shù)量各6個,電源1個．在解答這類題時可以借助等效思維由繁入簡進(jìn)行轉(zhuǎn)換．電路首先由電池正極與R1進(jìn)行連接,緊接著從R1另一端依次與R2～R6相連,并回到電源負(fù)極,復(fù)雜的電路圖得以簡化(如圖2),解題思路瞬間變得清晰．

圖2

2 等效思維在物理過程中的轉(zhuǎn)化應(yīng)用

將等效思維應(yīng)用于物理過程中時,要確保研究對象在經(jīng)過某一特定過程后,其狀態(tài)能夠與先前的狀態(tài)保持一致．

例2在兩支質(zhì)量相同的玻璃管甲、乙中,分別裝有水平高度為h1和h2的水(如圖3)．兩管通過直徑為d 的細(xì)管連接,此時甲中的水逐漸流向乙中,一段時間后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)．問:大氣壓力對水是否做功?水的內(nèi)能如何變化?

圖3

解題思路學(xué)生初看題目時,可能會產(chǎn)生一定的困擾,認(rèn)為需要考慮大氣的壓力和水流速度．通過進(jìn)一步分析可知,當(dāng)兩支玻璃管中的水達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時,可認(rèn)為僅僅是甲高出平衡水位的水流向了乙,其他部分的水并沒有發(fā)生改變(如圖4)．因此利用等效思維進(jìn)行轉(zhuǎn)化可知,由于水的體積未發(fā)生變化,能夠判斷出大氣壓力對水不做功．但由于甲中的水移動到了乙中,高度下降了(h1－h(huán)2)/2,可知重力對水做功,從而導(dǎo)致水的內(nèi)能增加．可見,等效思維可將煩瑣的物理過程變得清晰和簡單,有助于更好地培養(yǎng)學(xué)生的解題思維和解題能力．

圖4

3 結(jié)語

在教學(xué)中,教師要逐步培養(yǎng)和提高學(xué)生多樣化的解題思維和技巧,不應(yīng)局限于傳統(tǒng)的解題步驟,要讓學(xué)生根據(jù)所設(shè)題目運(yùn)用等效思維將所學(xué)知識化繁為簡,規(guī)避冗長和復(fù)雜的物理過程,更好地實(shí)現(xiàn)對所學(xué)知識的靈活運(yùn)用,進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展．