高中物理“等效法”在解題中的應(yīng)用研究

王亞群 朱燕

【摘?要】在物理試題中，學(xué)生面對(duì)著復(fù)雜的問題情境，“等效法”能夠培養(yǎng)創(chuàng)新能力，形成物理核心素養(yǎng)。在多年的物理教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)很多學(xué)反映“聽課容易、做題難”，究其原因在于無(wú)法掌握物理思想和方法，不能靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。

【關(guān)鍵詞】高中物理;等效法;解題;應(yīng)用研究

解題過(guò)程中，學(xué)生要靈活應(yīng)用物理知識(shí)來(lái)抽象物理模型再應(yīng)用知識(shí)進(jìn)行求解。在此背景下，如何在解題中快速、準(zhǔn)確地建立起與題干信息相符的物理模型非常重要。有鑒于此，筆者從以下方面來(lái)進(jìn)行探討，希望對(duì)大家有所幫助。

一、力的等效

在高中物理教學(xué)中，合力和分力具有等效性，能夠充分體現(xiàn)在力的合成和分解之中。在解題過(guò)程中，學(xué)生等效觀點(diǎn)來(lái)解決問題，把物體所受多個(gè)恒力等效為一個(gè)或幾個(gè)力，把較為復(fù)雜的物理模型轉(zhuǎn)化為較為簡(jiǎn)單的物理模型，再運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)來(lái)列出方程，這就能降低試題難度，提升學(xué)習(xí)的質(zhì)量和效率。

二、運(yùn)動(dòng)的等效

由力的等效性來(lái)類比，合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)具有等效性，因此，平拋運(yùn)動(dòng)可以視為是豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)和水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)的和運(yùn)動(dòng)。

三、過(guò)程的等效

在高中物理試題中，有的題目題干材料中的過(guò)程非常復(fù)雜，以至于學(xué)生無(wú)法清晰地分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)，特別是動(dòng)量或能量解的題目中，題干運(yùn)動(dòng)的過(guò)程復(fù)雜度高。針對(duì)上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程，教師要培養(yǎng)學(xué)生“過(guò)程等效”觀念，使他們?cè)诜治鲞^(guò)程中把握起始和終了時(shí)刻的狀態(tài)，以此來(lái)定性分析整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程。

四、模型的等效

物理模型是物理教學(xué)的重中之重，模型把復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過(guò)程變得更加簡(jiǎn)單，使學(xué)生的認(rèn)識(shí)從感性升華到理性，進(jìn)一步加深對(duì)知識(shí)的理解和認(rèn)知。

如，一個(gè)雙線擺由兩根等長(zhǎng)細(xì)線懸掛一只小球，如果兩條線和頂部的夾角為α，當(dāng)小球在平面內(nèi)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，那么，周期是多少呢？

本題中的雙線擺模型是高中生不熟悉的內(nèi)容，在思考時(shí)不妨把運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為一個(gè)單擺來(lái)進(jìn)行等效替代。那么，單擺的擺長(zhǎng)為L(zhǎng)sinα。把雙線擺轉(zhuǎn)化為單擺，根據(jù)單擺公式來(lái)求得單擺周期，從而順利求出擺動(dòng)周期。

五、實(shí)驗(yàn)原理等效

實(shí)際上，高中力學(xué)實(shí)驗(yàn)離不開等效思想，一旦離開可以說(shuō)是“寸步難行”。如，在《力的測(cè)量》實(shí)驗(yàn)中，教師運(yùn)用等效觀點(diǎn)來(lái)把測(cè)量得到的力來(lái)等效為彈力，將物體受到的重力可以轉(zhuǎn)換為平衡狀態(tài)下物體所受的支持力，借助于轉(zhuǎn)化等效過(guò)程，學(xué)生體會(huì)到等效思想，把握實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)。在《驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律》實(shí)驗(yàn)中，小球要從相同高度做平拋運(yùn)動(dòng)，可以以水平射程來(lái)表示水平方向的速度，即，水平速度等效替代為水平射程，借助于等效思想，學(xué)生簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)過(guò)程，了解到本實(shí)驗(yàn)原理，進(jìn)一步掌握教材內(nèi)容。

綜合來(lái)看，要想解決遇到的物理問題，模型的正確建立是重中之重。物理模型的建立有助于把具體問題抽象化，化復(fù)雜為簡(jiǎn)單，正確解答物理問題。實(shí)踐證明，在進(jìn)行一段時(shí)間模型訓(xùn)練后，班級(jí)成績(jī)有所提升，學(xué)生遇到問題也能夠具備物理模型思想，從而正確解答物理試題。

參考文獻(xiàn)：

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