等效法在处理物理问题中的应用

来源 :中学时代 | 被引量 : 0次 | 上传用户:linxiao13421
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  【摘要】等效法是处理中学物理问题的一种常用的思维研究方法,利用等效法容易将复杂的物理问题转化为简单的物理模型,便于理解和处理。在中学物理中,矢量的合成与分解、合运动与分运动、交流电的有效值、电路的简化等都是根据等效思想引入的。在学习中运用等效变换,可以使非理想模型变为理想模型,使复杂问题变成简单问题。
  【关键词】等效法 物理方法 应用
  等效法亦称“等效替代法”“等值代换法”,是从事物间的等同效果出发用来学习和研究物理现象和物理过程规律的一种常用方法,也是分析物理问题和解决物理问题的有效途径。它把实际中复杂的物理现象、物理过程或物理问题转化为等效、理想、简单的物理现象、物理过程或物理问题来研究和处理。利用此方法可以做到活化思维、化繁为简,激发学生的思维火花,真正实现“过程与方法”及培养兴趣,使学生养成科学的思维品质。
  等效法实质是在效果相同的情况下,将较为复杂的实际问题变换为简单的熟悉问题,以便找出其中的规律,从而易于求解。按等同效果的不同形式,可以分为物理量上的等效、运动的等效、过程上的等效和模型上的等效、原理的等效等。在应用等效法处理问题时,应明确两个事物的等效不一定是全方位的,可以是局部的、特定的等效,也可以是一个过程或一个状态的等效。
  一、物理量的等效
  在学习过程中经常遇到等效电阻、等效电源、等效长度、矢量等效与标量等效,这是在物理效果相同的情况下,从不同事物或同类事物的不同物理作用出发来分析处理问题的方法。
  二、运动的等效
  中学生对于曲线运动的处理相对棘手,而对直线运动处理则容易得多。如何处理复杂的曲线运动呢?我们可以通过等效法化曲为直,降低解题难度。如平抛运动可等效为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。再如带点粒子在电场中的运动也可以利用等效思想,将合运动等效为沿电场方向的分运动和垂直电场方向的两个分运动的合成。通过等效思维的构建,能有效地把所学知识应用到生活中。
  三、过程的等效
  在中学物理中有些题目所涉及的过程非常复杂,以致我们无法或不必要严格地搞清楚整个过程中的各个细节,往往只要把握住起始状态和终止状态,定性地分析过程,运用等效的观点,将整个过程等效为一个相对简单的过程,就可以方便求解。
  四、模型的等效
  在中学物理学习处理题目构建的模型有如弹簧振子模型、人船模型、子弹射木块模型、圆周运动模型、等量同种电荷或异种电荷的电场模型等。从近几年高考试题看,命题人的指导思想也很明确,那就是力求所命题目的创意新、背景新、过程新,但从题目所对应的物理模型来看,其本质上讲还是万变不离其宗,所以要提高解决综合问题的能力,从根本上讲还是提高构建物理模型的能力,要学会透过现象看本质,进而对物理模型进行等效转化。
  总之,如果在学习时注意在形成物理概念、物理模型中和在解答物理习题的过程中运用等效法,使自己明确在分析和解答物理问题时,需要将复杂的问题通过等效法提炼、简化,找出问题的本质,我们就会在学习中逐渐尝试用等效法开创性地解决问题,使自己在掌握知识的同时又能灵活运用知识,促进知识、技能的迁移,使我们在学习过程中体会到乐趣,从而调动学习的积极性、主动性,使自己主动地探索物理,进而提高我们的科学素养。
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