等效法在處理物理問題中的應(yīng)用

【摘要】等效法是處理中學(xué)物理問題的一種常用的思維研究方法，利用等效法容易將復(fù)雜的物理問題轉(zhuǎn)化為簡單的物理模型，便于理解和處理。在中學(xué)物理中，矢量的合成與分解、合運(yùn)動與分運(yùn)動、交流電的有效值、電路的簡化等都是根據(jù)等效思想引入的。在學(xué)習(xí)中運(yùn)用等效變換，可以使非理想模型變?yōu)槔硐肽Ｐ停箯?fù)雜問題變成簡單問題。

【關(guān)鍵詞】等效法 物理方法 應(yīng)用

等效法亦稱“等效替代法”“等值代換法”，是從事物間的等同效果出發(fā)用來學(xué)習(xí)和研究物理現(xiàn)象和物理過程規(guī)律的一種常用方法，也是分析物理問題和解決物理問題的有效途徑。它把實(shí)際中復(fù)雜的物理現(xiàn)象、物理過程或物理問題轉(zhuǎn)化為等效、理想、簡單的物理現(xiàn)象、物理過程或物理問題來研究和處理。利用此方法可以做到活化思維、化繁為簡，激發(fā)學(xué)生的思維火花，真正實(shí)現(xiàn)“過程與方法”及培養(yǎng)興趣，使學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的思維品質(zhì)。

等效法實(shí)質(zhì)是在效果相同的情況下，將較為復(fù)雜的實(shí)際問題變換為簡單的熟悉問題，以便找出其中的規(guī)律，從而易于求解。按等同效果的不同形式，可以分為物理量上的等效、運(yùn)動的等效、過程上的等效和模型上的等效、原理的等效等。在應(yīng)用等效法處理問題時，應(yīng)明確兩個事物的等效不一定是全方位的，可以是局部的、特定的等效，也可以是一個過程或一個狀態(tài)的等效。

一、物理量的等效

在學(xué)習(xí)過程中經(jīng)常遇到等效電阻、等效電源、等效長度、矢量等效與標(biāo)量等效，這是在物理效果相同的情況下，從不同事物或同類事物的不同物理作用出發(fā)來分析處理問題的方法。

二、運(yùn)動的等效

中學(xué)生對于曲線運(yùn)動的處理相對棘手，而對直線運(yùn)動處理則容易得多。如何處理復(fù)雜的曲線運(yùn)動呢？我們可以通過等效法化曲為直，降低解題難度。如平拋運(yùn)動可等效為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動的合運(yùn)動。再如帶點(diǎn)粒子在電場中的運(yùn)動也可以利用等效思想，將合運(yùn)動等效為沿電場方向的分運(yùn)動和垂直電場方向的兩個分運(yùn)動的合成。通過等效思維的構(gòu)建，能有效地把所學(xué)知識應(yīng)用到生活中。

三、過程的等效

在中學(xué)物理中有些題目所涉及的過程非常復(fù)雜，以致我們無法或不必要嚴(yán)格地搞清楚整個過程中的各個細(xì)節(jié)，往往只要把握住起始狀態(tài)和終止?fàn)顟B(tài)，定性地分析過程，運(yùn)用等效的觀點(diǎn)，將整個過程等效為一個相對簡單的過程，就可以方便求解。

四、模型的等效

在中學(xué)物理學(xué)習(xí)處理題目構(gòu)建的模型有如彈簧振子模型、人船模型、子彈射木塊模型、圓周運(yùn)動模型、等量同種電荷或異種電荷的電場模型等。從近幾年高考試題看，命題人的指導(dǎo)思想也很明確，那就是力求所命題目的創(chuàng)意新、背景新、過程新，但從題目所對應(yīng)的物理模型來看，其本質(zhì)上講還是萬變不離其宗，所以要提高解決綜合問題的能力，從根本上講還是提高構(gòu)建物理模型的能力，要學(xué)會透過現(xiàn)象看本質(zhì)，進(jìn)而對物理模型進(jìn)行等效轉(zhuǎn)化。

總之，如果在學(xué)習(xí)時注意在形成物理概念、物理模型中和在解答物理習(xí)題的過程中運(yùn)用等效法，使自己明確在分析和解答物理問題時，需要將復(fù)雜的問題通過等效法提煉、簡化，找出問題的本質(zhì)，我們就會在學(xué)習(xí)中逐漸嘗試用等效法開創(chuàng)性地解決問題，使自己在掌握知識的同時又能靈活運(yùn)用知識，促進(jìn)知識、技能的遷移，使我們在學(xué)習(xí)過程中體會到樂趣，從而調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性、主動性，使自己主動地探索物理，進(jìn)而提高我們的科學(xué)素養(yǎng)。