淺談高中物理教學中“化曲為直”思想的應用

方建偉

【摘 要】 在高中物理教學的過程中，化曲為直相對比較常見，是教學過程中的一種重要方法。在進行物理問題解決的過程中，采用靈活發散性的思維，將“化曲為直”思想進行合理利用，進而將復雜的物理問題變得簡單。本文將針對“化曲為直”的特點進行具體的分析，并對其具體的應用進行討論，從而幫助學生運用“化曲為直”這一思想，更好地學習高中物理。

【關鍵詞】 高中物理? 化曲為直? 物理模型

一、前言

在進行物理問題分析的過程中，采用直接的方法對其進行分析相對比較麻煩，將會使得工作量非常的大，使得工作的處理過程變得十分的復雜，有的甚至無法下手。如果在進行物理問題解決的過程中采用“化曲為直”的思想，將不同的非線性特征的物理問題進行分析，找到物理量之間存在的關系，通過幾個固定的物理量對其進行表達，從而更好地進行置換運算，將原本的曲線問題變得非常的簡單，且使得學生容易理解，從而更好地解決相應的物理問題。

二、“化曲為直”思想在物理教學中的應用

（一）搭建曲線運動物理模型

“化曲為直”的思想可以將曲線進行分解與組合，這種方法可以將復雜的曲線運動進行簡單化。在教師進行曲線教學之前，學生對于直線運動的相關規律以及問題的解決上面已經形成了系統的認識。在將曲線運動進行分解的過程中，可以劃分為多個相互之間不存在影響的直線運動，這樣可以使得學生在原本學習基礎之上，將曲線運動問題進行解決。

比如在高125米的地方上有一個水平排除的小球，其初速度是10m/s，忽略空氣阻力，其重力加速度為10m/S^2，求這一個小球落地時候的速度。在對題目進行分析之后可以了解到平拋運動是曲線運動，將曲線運動分解為水平勻速與豎直方向上的勻加速運動，將“化曲為直”的思想進行運用，可以了解到水平速度是10m/S，假設小球落地的時間是t，那么利用h=1/2gt2，V2=2gt可以得到小球的落地時間是5S，求得豎直方向上面的速度是50m/s，將水平速度與垂直速度進行合成，則得到其速度為50.99m/s。

（二）搭建變力做物理模型

比如，有一個半徑為1米的轉盤，其邊緣處的力為10N，這一個力的大小一直維持為10N，且其方向一直與圓盤的邊緣相切，求在圓盤轉半周的時間內，這個力所做的功。

對其進行分析之后可以發現，這一個力F一直與作用點的切線方向相同，在這樣的情況之下可以將圓周劃分為多個小段，當每一個小弧足夠小的時候，就可以采用“化曲為直”的方法，將這一小段弧長當成是直線，所以W=F（△S1+△S2+···+△Si）=ΠFR=10ΠJ。

（三）搭建切割磁感線物理模型

有一個環形半導體MN，其半徑為R，圓周度數共300°，在這一個半導體放到磁場當中，如果運動的的方向與MN垂直的時候，其初始速度為v，求MN兩端的電動勢。

在對其進行分析的而過程中，利用其電動勢的公司E=BLv，L是導體的長度，在遇到切割線的時候需要采用“化曲為直”的思想，將曲線分割成無數的小段R，從而可以求出求出MN兩端的電動勢的大小E=BRv。

三、“化曲為直”思想在處理圖像問題中的應用措施

在進行高中物理教學的過程中，有的實驗數據是比較復雜的，比如有的存在反比例的關系等等，如果直接次啊用物理量作為做表進行計算，一般情況之下得出來的圖像都是曲線，這樣很難通過圖像找到兩者之間存在的關系。在這種情況下應該利用“化曲為直”的思想，將其相應的物理量進行轉化，改變存在的物理指數，重新就兩者之間的關系進行尋找，就可以得出相應的結論了。

（一）加速度與質量關系實驗

在對加速度與質量的關系進行研究的時候，需要將其合外力進行控制，報紙合外力不變。根據公式F=ma可知a∝1/m，也就是a與m兩者之間存在的關系為曲線。為了更加方便地進行求解，需要將m與a的值進行測量，對橫坐標與縱坐標進行確定，進而組合成一條直線。這樣情況之下就可以將合外力進行求解，且最終的結果將會十分的簡便與直觀，也更加方便學生進行了解，提高學生的理解能力。

（二）單擺周期與擺長關系的實驗

在單擺進行加速度的測量實驗中，可以發展對于不同擺長的周期測量也是存在差異的，在計算過程中可以把數據進行記錄，做出圖像，并將單擺周期與擺長之間的關系進行計算。但是在實驗中可以發現兩者之間是一條取消，對于兩者關系很難進行計算，可以將曲線當成是拋物線，在采用“化曲為直”的思想對其進行計算，進而得到周期與擺長之間的關系。

四、總結

通過近些年高中物理高考題中可以看出，“非線性”的題目已經成為了考試的熱點與難點，其被用于考查學生物理能力、實驗素養與創新能力的體現，因此對于此類的題目應該引起重視。采用“畫曲為圓”的方式進行物理題目的求解，具有非常好的效果，教師應該積極培養學生的這種思想，積極轉換思維，使得物理問題得到簡化，從而將問題進行解答。

參考文獻

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