歐陽婷

(廣西梧州市第三中學(xué) 543000)

隨著新課程改革全面實(shí)施，對課堂教學(xué)提出比以往更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)，尤其在解題方面，不單單要得出正確答案，還要學(xué)會拓寬解題思路，提高解題效率.物理是一門講述自然規(guī)律的學(xué)科，除了物理知識，更包括大量有一定難度的計(jì)算題目.代入法是數(shù)學(xué)解題中常見方式，能簡化復(fù)雜題目并快速驗(yàn)證答案對錯，最大限度減少出錯率.該解題方式和其他方式相比直接避開題目隱含關(guān)系，迅速得出題目答案，提高解題效率.因而，在初中物理應(yīng)用代入法能使解題更為清晰簡單，有利于學(xué)生提升解題自信心.

1 代入法的概念

代入法的最終目的是利用簡單的概念，借助消除思想解決問題.在經(jīng)過簡單篩選之后，將未知數(shù)進(jìn)行代替，達(dá)到問題解決的目的.借助這樣的方法，將原來復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為簡單的問題，快速完成問題解答.借助代入法能夠減少解題中的復(fù)雜方式，無論采取哪種代入方法，在物體解題中應(yīng)用性較強(qiáng).通過代入法能夠幫助學(xué)生解題，節(jié)約解題時間，快速完成物理問題解答，減少解題時間，保證學(xué)生解題效果.

2 在初中物理解題應(yīng)用代入法優(yōu)勢

2.1 縮短計(jì)算時間

代入法即在二元一次方程中選取一個較為簡單的系數(shù)方程，運(yùn)用含有另一個未知數(shù)的式子表示其中一個方程未知數(shù)，再將其帶入另一個方程，達(dá)到消元目的.換言之，消去一個未知數(shù)得到一個一元一次方程并求得一個未知數(shù)的值，再將其帶入以上求得方程，求出另一個未知數(shù)的值，最后得出二元一次方程組的解.在初中物理解題中應(yīng)用代入法能大幅度減少解題難度，通過將得出未知數(shù)帶入最初方程式當(dāng)中得出正確答案，縮短時間計(jì)算.

2.2 降低解題難度

學(xué)生在解決難度較大的物理題目時可通過代入法化簡為繁，在此過程中忽略部分題目中涵蓋的干擾因素，簡化復(fù)雜計(jì)算步驟，減輕計(jì)算量，促使學(xué)生以直觀的數(shù)據(jù)明確物理數(shù)據(jù)內(nèi)在關(guān)聯(lián)，快速得出答案.例如以下題目：如果一個成年人以最快的速度從2樓跑到5樓，共花費(fèi)10s，請問他在整個跑步過程中重力的功率為多少？教師可指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用代入法，即根據(jù)成年人平均體重70kg，樓房高度平均3m，引入公式g=9.8N/kg，快速得出重力做功功率是P=617.4J/s.

3 初中物理解題中應(yīng)有代入法策略

3.1 直接代入法

直接代入法是代入法常見解題方式之一，有著顯著的準(zhǔn)確和高效特征，廣泛應(yīng)用于選擇題解題當(dāng)中.即在解題中將選項(xiàng)中的答案帶入題目要求，如果答案符合題目要求與含義則為正確答案，所以直接代入法也可看作驗(yàn)證法，提升選擇題解題速度和正確率.例如以下題目：以圖1所示，設(shè)電源、電壓保持不變，其中滑動變阻器滑片所處位置中點(diǎn)為點(diǎn)0，將S閉合，此時電路中電流為0.3A，滑片移動至點(diǎn)N后，電流表示數(shù)為0.2A，R0為10Ω，根據(jù)上述條件，問滑動變阻器最大阻值與電壓、電源分別為？答案：A：R=5Ω，U=3V；B：R=20Ω，U=6V.C：R=10Ω，U=6V；D：R=15Ω,U=3V.

圖1

分析上述題目考查的知識點(diǎn)為串聯(lián)電路與歐姆定律，大部分學(xué)生在解題中會運(yùn)用以下思路，即已知滑動變阻器的R0=10Ω和電源、電壓U，由此列出二元一次方程組得出滑動變阻器與電源電壓最大值.但縱觀學(xué)生解題過程發(fā)現(xiàn)，多數(shù)學(xué)生在解答方程組時因復(fù)雜的計(jì)算步驟而出現(xiàn)錯誤，因而教師可指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用直接代入法解答，將四個選項(xiàng)答案帶入題目，其中當(dāng)滑片在中點(diǎn)0時，可帶入選項(xiàng)A.R=5Ω，U=3V，電流I=0.6A，故而A選項(xiàng)錯誤，再將B帶入題目中得出滑片在中點(diǎn)0處，此時電路電流為0.3A，當(dāng)滑片滑至N點(diǎn)時，電路電流為0.2A，所以選項(xiàng)B為正確答案.

再如，如圖2所示，在杯子的內(nèi)部底部固定一根細(xì)線，另外一端拴住小球A，緩慢向杯子內(nèi)部注水，小球A逐漸開始上浮.當(dāng)小球A露出水的體積是總體積的三分之一，細(xì)線對小球的拉力是1N，當(dāng)小球浸沒在水中時，細(xì)線對小球的拉力是3N，求小球A的密度.(g=10N/kg)

圖2

3.2 特殊值代入法

所謂特殊值代入法即將題干中部分未知量通過特殊值代入計(jì)算，簡化計(jì)算難度，提高計(jì)算效率和準(zhǔn)確性.例如以下題目：以圖3所示，設(shè)電路中電源電壓保持不變，開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，向左移動滑片，請問此時電流會變小、變大或保持不變？當(dāng)滑片處于滑動變阻器點(diǎn)0時，電壓為0V，滑片移動至點(diǎn)C時，電壓為4V，移動至點(diǎn)b時，請問電壓表示數(shù)小于2V，大于2V或等于2V呢？

圖3

分析上述題目中的串聯(lián)電路位于滑動變阻器兩端并與電壓表并聯(lián)，說明在第一個問題中電路中電流會變大.第二問是該道題目考查重點(diǎn)，學(xué)生在解題過程中經(jīng)常運(yùn)用的思路為通過列方程組得出答案和結(jié)果，然而在上述題目中給出的數(shù)據(jù)與已知條件較為有限，未給出滑動變阻器最大阻值、定值電阻、電源電壓等數(shù)據(jù)，以致于學(xué)生在解題時一頭霧水.對此，教師可指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用特殊值代入法，直接得出答案.即在不知道滑動變阻器最大阻值與點(diǎn)值電阻阻值的前提下任意為其取一個值，如果設(shè)定值電阻阻值為2歐，滑動變阻器最大阻值為4歐，當(dāng)電源電壓為6V，將P移動至b點(diǎn)，定值電阻與滑動變阻器電阻均為2歐，二者電壓均為3V，故而明顯大于2V，在上述解題中充分發(fā)揮特殊值代入法優(yōu)勢，更節(jié)約學(xué)生精力與時間，提高解題效率和正確性.

再如，如圖4所示，在杠桿AB的兩頭分別懸掛重量是300N和200N的重物，此時，杠桿處于平衡狀態(tài)，如果將杠桿兩頭的重物分別去除50N，則杠桿( ).

圖4

A.依然保持平衡 B.A端開始下沉

C.B端開始下沉 D.無法判斷

解析在此題解答時，常規(guī)的解題方式是利用杠桿平衡公式，根據(jù)題目已知，兩端的重物的質(zhì)量，帶入公式求解出杠桿長度的比值.在兩頭重物去除50N之后，繼續(xù)帶入等式，對杠桿的狀態(tài)做出判斷.這樣的常規(guī)方式計(jì)算較為復(fù)雜，很容易出現(xiàn)錯誤，利用代入法可以簡化題目求解難度.根據(jù)題目中的已知條件，可以分別取AO和BO杠桿特定的值為2m和3m，此時杠桿處于平衡狀態(tài)，將兩端重物去除50N，則可以通過計(jì)算判斷出結(jié)果，得出正確答案是A.

3.3 類比代入法

初中物理解題中，類比代入法是一種常用的方式，題目中數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，利用類比代入法，結(jié)合初中物理知識，完成物理問題的解題.如容器中各種知識解題，解答浮力問題等，使得解題更加簡單.類比代入法應(yīng)用的前提是學(xué)生能夠?qū)⒅R進(jìn)行簡化，結(jié)合掌握的基本公式，將不相干的知識聯(lián)系起來，引導(dǎo)學(xué)生利用類比思想解答實(shí)際問題.

例題在一個容器內(nèi)，水的重量是0.5kg，水的溫度是60℃，當(dāng)溫度降低到20℃時，釋放出的熱量是多少？如果釋放的熱量被酒精吸收了，那么酒精的溫度會提高多少？

根據(jù)題目中的已知質(zhì)量0.5kg，起始溫度60℃，結(jié)合水的比熱容.利用熱量變化公式進(jìn)行求解.同時，還可以利用類比法解決問題，結(jié)合公式直接帶入自變量和因變量關(guān)系，使得解題過程更加簡單.

3.4 近似代入法

在物理解題中，除了利用上述代入法，還可以巧妙利用近似值代入法.針對數(shù)量變化非常小的物理題目，在解題時，需要簡化運(yùn)算的難度，利用近似代入法對問題進(jìn)行解答.通過這樣的方式能夠?qū)?fù)雜的計(jì)算步驟簡化.在一些物理問題中，利用近似值帶入的方式，能夠?qū)κ挛锫?lián)系進(jìn)行分析，利用物理知識的關(guān)系，將兩個不相似的物理題目聯(lián)系起來.借助直觀的方式使得物理計(jì)算更加簡單，提高學(xué)生解題能力.例題：假設(shè)一個成年人從2樓快速跑到5樓，一共用了10s的時間，在整個過程中重力做功的功率是多少？在此題解題時，由于只有一個時間是已知的，就需要學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷和解題，一般來說成年人的平均重量大概在70kg，每個樓層的高度是3m左右，重力是常量，通過這樣可以計(jì)算出重力功率的值.

總之，初中物理知識有著較強(qiáng)的的抽象性與邏輯性，學(xué)生在學(xué)習(xí)和解題過程中不可避免地會產(chǎn)生困難，因而體現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生形成正確解題思想重要性和必要性.代入法作為一種解代數(shù)題方式，能使復(fù)雜抽象計(jì)算更為快捷簡便，減輕學(xué)生解題難度和壓力，提升學(xué)生解題效率與物理成績，實(shí)現(xiàn)預(yù)期課程目標(biāo).