例析“等量代換”在物理教學中應用

江蘇省南通市新橋中學(226007) 宋建輝 ●

例析“等量代換”在物理教學中應用

江蘇省南通市新橋中學(226007) 宋建輝 ●

等量代換在物理教學中應用的例子很多，重視此類方法的教學，有助于學生理解規律或結論對學生拓寬解題思路發展思維能力頗為有益．

等量代換;物理教學;應用

“等量代換”是指一個量用與它相等的量去代替，它是數學中一種基本的思想方法．這種數學思想方法不僅在數學中有廣泛的應用，而且在物理教學中也有許多應用．下面通過具體例子來加以分析理解．

一、“等量代換”應用在實驗中

例1 用量筒和水配合，測量形狀不規則的密度比水大的固體體積．

解析 我們知道，量筒是直接測量液體體積的．至于用量筒測量固體的體積，必須與水配合，采用等量代換的方法進行．具體地說:

(1)向量筒中倒進適量的水，測出水的體積V1，如圖1甲．

(2)將固體浸沒在量筒內的水中，測出將固體和水的總體積V2，如圖1乙．

(3)固體排開水的體積V排=V2－V1．

(4)當固體浸沒在水中時，V排=V物．所以 V物= V2－V1．

例2 在探究平面鏡成像特點時，像的大小與物體的大小相等．

解析 如圖2所示，實驗時，水平桌面上豎立一塊玻璃板，在板前A處放一支點燃的蠟燭，可以看到玻璃板后面出現蠟燭的像．拿另一支大小相同的蠟燭在玻璃板后面移動，當蠟燭移動到A'處時，可以看到它跟像完全重合．即點燃的蠟燭大小等于沒點燃的蠟燭大小，而沒點燃的蠟燭大小等于點燃的蠟燭像的大小，所以點燃的蠟燭像的大小等于點燃的蠟燭大小．

二、“等量代換”．應用在計算題中

例3 用兩個相同的“熱得快”，分別給質量都為2kg、初溫都為20℃的甲、乙兩種液體同時加熱，兩液體的溫度隨時間變化關系的圖像如圖3所示．如果乙液體是水，那么甲液體在60min內吸收的熱量為多少?［水的比熱容C=4．2×103J/(kg．℃)］

解析 如果用公式Q甲吸=c甲m甲Δt甲直接求甲液體吸收的熱量，盡管甲液體的質量、升高的溫度已知，但甲液體的比熱容未知，所以無法直接求甲液體吸收的熱量．可是題中告訴我們:兩個相同的“熱得快”給甲、乙兩種液體同時加熱，這表明甲、乙兩種液體在相同時間內吸收的熱量相同，即而水在60min內吸收的熱量可根據公式Q水吸=c水m水Δt水容易求得．計算過程(略)

三、“等量代換”．應用在推證結論中

例4 一個物體靜止地放在水平桌面上，如圖4所示試推證:物體對桌面的壓力與物體受到的重力大小相等．

證明 放在水平桌面的物體受到的重力和支持力，物體在兩個力作用下處于靜止狀態，所以這兩個力平衡．根據二力平衡條件得F支=G;而物體在重力作用下，物體與水平桌面相互接觸，使物體和桌面同時發生微小的形變，它們發生微小的形變后，力圖恢復其原來的形狀，而使物體對桌面產生垂直于水平桌面向下的壓力，同時桌面對物體產生垂直于水平桌面向上的支持力，根據物體間力的相互作用規律，F壓=F支．即

“等量代換”在物理教學中應用的例子很多，因此我們在平時的物理教學過程中，重視此類方法的教學，這不僅有助于學生理解規律或結論，而且對學生拓寬解題思路，發展思維能力頗為有益．

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1008－0333(2017)05－0066－01