張麗麗

摘 要：等效思維是指在相同效果下，把復(fù)雜的實(shí)際問題變換為較為簡單的熟悉問題，凸顯主要因素，抓住問題本質(zhì)，發(fā)現(xiàn)解題規(guī)律.因此，將等效思維應(yīng)用于初中物理解題中，能夠幫助學(xué)生簡化考題難度，進(jìn)而提高學(xué)生的解題思維與解題能力，文章主要通過實(shí)例分析探討初中物理解題中等效思維的應(yīng)用.

關(guān)鍵詞：初中；物理解題；等效思維

中圖分類號：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-0333（2024）08-0097-03

對于初中階段學(xué)生而言，可能會(huì)因物理問題中所給條件多樣化或內(nèi)容復(fù)雜化等因素，降低解題效率和質(zhì)量.合理運(yùn)用等效思維便可以幫助學(xué)生正確快速分析題目，提高解題效率和質(zhì)量.

1 等效變換法在初中物理解題中的應(yīng)用

根據(jù)具體題目內(nèi)容與題型，基于等效思維中等效變換法對題目、電路圖或計(jì)算方式等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行簡化，從而幫助學(xué)生快速完成初中物理解題[1].

例1 如圖1所示電路示意圖，電源內(nèi)阻在實(shí)際計(jì)算中可忽略不計(jì)，電動(dòng)勢為12 V，除R1外所有電阻阻值均為r、R1阻值為9 Ω.圖1電路在通電后，消耗的功率為20 W.若將圖1中原有的R1替換為阻值僅有3 Ω的R2，請問圖1電路在通電后所消耗的總功率會(huì)上升還是下降，具體數(shù)值為多少？

解析 基于等效變換法將圖1電路圖中，除電阻R1外的所有電阻視作一個(gè)整體，這里稱為R0，同時(shí)明確在電路圖中R1與R0之間處于并聯(lián)狀態(tài).通過上述等效變換法能夠?qū)D1電路圖轉(zhuǎn)化為圖2電

算，最終能夠得出在接入R2條件下電路消耗的總功率為52 W.

基于等效思維中的等效變換法完成對此類題目的解析與解答，能夠在計(jì)算方法、思考方式等相關(guān)層面對原有的復(fù)雜問題進(jìn)行適當(dāng)簡化[2].

2 等效假設(shè)法在初中物理解題中的應(yīng)用

初中物理問題可能會(huì)因物理題目所給參數(shù)或條件過于隱蔽，導(dǎo)致學(xué)生需要通過大量計(jì)算或消耗大量時(shí)間對此類隱蔽條件進(jìn)行分析與挖掘，致使學(xué)生在實(shí)際解題過程中無法確保高效、精準(zhǔn)的解題效果.在此，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，引導(dǎo)學(xué)生靈活使用等效思維中的等效假設(shè)法解析此類所給條件或參數(shù)較為隱蔽的題目，進(jìn)而降低學(xué)生對此類題目審題與分析的難度.

例2 如圖3所示電路示意圖，圖中電路的內(nèi)阻阻值為R內(nèi)，電源電動(dòng)勢為ε，圖3中的R1為定值電阻、R2為變阻器.此時(shí)若存在將R2變阻器所消耗的電功率升至最高的需求，則圖3中變阻器R2的電阻阻值為多少？在該電阻阻值條件下，變阻器R2所消耗的最大電功率

3 等效替代法在初中物理解題中的應(yīng)用

等效思維中的等效替代法能夠有效降低初中物理問題在實(shí)際解析與作答過程中的難度，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的解答效果[3].對于等效替代法而言，其主要原理是將題目中未知條件或參數(shù)替換為已知條件或參數(shù)，將解析難度較高的條件替換為解析難度較低的條件等，從而達(dá)到簡化初中物理問題的目的.

例3 如圖4所示為某等臂杠桿示意圖，圖中的等臂杠桿為AB，現(xiàn)選擇兩種質(zhì)地、大小相同的圓板將等臂杠桿A、B兩端固定住.已知在等臂杠桿AB中，A端圓板的半徑為RA，OA的距離為2RA，同時(shí)在A端圓板上存在一個(gè)半徑為R的圓，且RA=2R.在此條件下，若想確保該等臂杠桿AB處于平衡狀態(tài)，則等臂杠桿AB中B端圓板的半徑應(yīng)當(dāng)控制在多少？

通常情況下初中學(xué)生在解析此類題目時(shí)，往往會(huì)先對等臂杠桿A端圓板重心進(jìn)行分析與計(jì)算，從而獲得B端圓板的半徑大小.然而，在實(shí)際解題過程中，此種較為傳統(tǒng)的解題方式雖然能夠保證學(xué)生的解題思路與方式正確，但由于其所需要的分析步驟、計(jì)算步驟等相關(guān)內(nèi)容較為繁雜，學(xué)生應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況深化等效思維的應(yīng)用，在合理范圍內(nèi)將初中物理題目進(jìn)行有效簡化，從而為學(xué)生的順利解題提供重要幫助.

圓，此時(shí)可以利用等效思維中的等效替代法將該圓視為一個(gè)大小與該圓重力相同的力F1，如圖5所示，AB等臂杠桿中F1的作用圖.通過對圖5進(jìn)行分析，能夠得出F1以豎直向上的方向作用于孔心C中.在此條件下，初中學(xué)生便能夠通過初中物理相關(guān)知識，如力矩平衡條件等內(nèi)容對B端圓板半徑進(jìn)行有效分析與計(jì)算.

4 等效類比法在初中物理解題中的應(yīng)用

所謂等效類比，其主要原理是對同一模型中不同物體之間在某些方面的一致性展開分析，最終獲得兩種物體在其他方面之間的一致性，從而達(dá)到等效類比效果.在初中物理解題過程中，學(xué)生可以結(jié)合實(shí)際情況，通過靈活運(yùn)用等效思維中等效類比方法完成相關(guān)題目的解答.此方法能夠?yàn)閷W(xué)生在解題期間提供開闊思路，使學(xué)生能夠站在不懂角度對相關(guān)問題或物體進(jìn)行分析，以此提高學(xué)生的解題效率與質(zhì)量.

例4 如圖6為小球運(yùn)動(dòng)示意圖，存在一個(gè)輕質(zhì)彈簧，其左端連接著質(zhì)量為MA的小球A、右端連接在某固定墻面的P點(diǎn)上，已知彈簧的勁度系數(shù)為K，小球A、輕質(zhì)彈簧以及固定墻體點(diǎn)P所形成的系統(tǒng)處于靜止平衡狀態(tài).現(xiàn)在有一個(gè)質(zhì)量為MB的小球B，其以V0的速度與小球A發(fā)生碰撞，當(dāng)兩小球產(chǎn)生碰撞后會(huì)同時(shí)向固定墻面中的P點(diǎn)移動(dòng)，其中小球A與小球B的接觸面光滑，待兩小球運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后又往回運(yùn)動(dòng).此時(shí)，當(dāng)小球A運(yùn)動(dòng)至某點(diǎn)后，小球B脫離小球A并開始獨(dú)立運(yùn)動(dòng).請問當(dāng)小球B碰撞至小球A后，兩小球自接觸至分開期間所用的時(shí)間是多少？

解析 通過對題目內(nèi)容與圖6進(jìn)行分析，能夠發(fā)現(xiàn)小球A與小球B在碰撞時(shí)處于完全非彈性碰

5 結(jié)束語

基于等效思維的各類等效方法，能夠有效幫助初中階段的學(xué)生針對性解析多樣化的初中物理習(xí)題.科學(xué)合理地應(yīng)用等效思維，不僅能夠提升學(xué)生在實(shí)際解析初中物理題目期間的答案精準(zhǔn)度與整體解題效率，而且可以拓寬學(xué)生的解題思路與見解，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展，有效增強(qiáng)學(xué)生的解題能力.

參考文獻(xiàn)：

［1］ 張春勇.運(yùn)用等效思維方法促進(jìn)初中物理課堂教學(xué)[J].理科考試研究（初中版），2020，27（6）：42-45.

[2] 吳建豐.芻議等效思維方法在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用措施[J].考試周刊，2020（84）：139-140.

[3] 陳索.物理方法之等效替代法[J].中學(xué)生數(shù)理化（八年級物理），2022（4）：13.