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(guī)律或結論對學生拓寬解題思路發(fā)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(shù)學中一種基本的思想方法．這種數(shù)學思想方法不僅在數(shù)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(guī)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(nèi)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(xiàn)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(zhì)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(nèi)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(zhì)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(nèi)吸收的熱量相同，即而水在60min內(nèi)吸收的熱量可根據(jù)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(tài)，所以這兩個力平衡．根據(jù)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(fā)生微小的形變，它們發(fā)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(chǎn)生垂直于水平桌面向下的壓力，同時桌面對物體產(chǎn)生垂直于水平桌面向上的支持力，根據(jù)物體間力的相互作用規(guī)律，F(xiàn)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(guī)律或結論，而且對學生拓寬解題思路，發(fā)展思維能力頗為有益．

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