摘 要: 等效法是一種重要的科學(xué)思維方法,按等效的形式分,可將其分為模型等效、過程等效、作用等效和實(shí)質(zhì)等效四種。本文主要以例題分析的形式對(duì)作用等效和模型等效在中學(xué)物理解題中的應(yīng)用做初步的討論。
關(guān)鍵詞: 等效法 中學(xué)物理解題 應(yīng)用
等效法是在保證某種效果(特性和關(guān)系)相同的前提下,重點(diǎn)考慮最后的結(jié)果,忽略事物發(fā)展過程中內(nèi)部結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié),將實(shí)際的、復(fù)雜的物理問題和物理過程轉(zhuǎn)化為等效的、簡(jiǎn)單的、易于研究的物理問題和物理過程來研究和處理的方法。
在教學(xué)和學(xué)習(xí)過程中,若能將此法滲透到對(duì)物理問題的分析中去,不僅可以使我們對(duì)物理問題的分析和解答變得簡(jiǎn)捷,而且對(duì)靈活運(yùn)用知識(shí),促使知識(shí)、技能和能力的遷移,也會(huì)有很大的幫助。下面主要從作用等效和模型等效兩方面來談?wù)劦刃Хㄔ谖锢斫忸}中的應(yīng)用。
一、作用等效
例題1:如圖所示,質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為2kg,受到六個(gè)大小、方向各不相同的共點(diǎn)力的作用處于平衡狀態(tài),今撤去其中的3N和4N的兩個(gè)互相垂直的力,求質(zhì)點(diǎn)的加速度?
例題8:做勻速直線運(yùn)動(dòng)的小車上水平放置一密閉的裝有水的容器,瓶?jī)?nèi)有一氣泡,如圖所示,當(dāng)小車突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí),氣泡相對(duì)于瓶子將怎樣運(yùn)動(dòng)?
解析:當(dāng)小車突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí),密閉的裝水容器可“看成”受到與加速度方向相反的“重力”的作用,如圖所示。所以,水中的氣泡由于“浮力”的作用而向A端運(yùn)動(dòng)。
討論:本題中,若把氣泡換成是一個(gè)鐵球,鐵球又如何運(yùn)動(dòng)?
解析:由于鐵球的密度比水的密度大,因此鐵球?qū)⑾駼端運(yùn)動(dòng)。
從以上例解可以看出,利用等效思想解決問題,不僅可以使我們較快找到解決問題的突破口,而且可以簡(jiǎn)化求解的過程。在物理教學(xué)中教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生多思考、多類比,通過等效轉(zhuǎn)換來提高解決物理問題的能力。
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