等效思维在高中物理解题中的应用

　　等效思维是学生在学习物理中常用的思维方法，将等效思维运用于物理解题中，会涉及物理模型的建立、物理过程的转化、物理条件的转化等各个方面，利用等效思维分析和解答相关的物理问题，可以将问题思路清晰化，解题步骤简单化，因此，在高中物理教学中，培养学生的等效思维能力，引导学生抓住等效思维的特点，将等效思维有效的应用于解答物理问题中，达到提高學生学习能力，促进学生全面发展的目的。等效思维在高中物理解题中的应用，主要有以下几种方式：
　　一、把复杂的物理现象转化为常见的问题
　　在高中物理学习过程中，学生常常会遇到较为复杂的物理问题、物理现象，如果在解题过程中可以运用等效思维，建立一个合理的物理模型，把复杂的物理现象转化为常见的问题，使学生充分认识物理现象。高中物理中常见的物理模型包括：斜面模型、简谐运动的单摆模型、人船模型等。
　　例如：图中AB是光滑的平面，BC是光滑的圆弧，圆弧的半径为7.5m，平面与圆弧在B点相切。质量为0.1kg的滑块m₁，以0.9m/s的速度向左运动，与在B点的，质量为0.2kg的滑块m₂发生弹性碰撞，求二者经过多长时间后可以再次发生碰撞。教师可以引导学生通过在物理问题中建立弹性碰撞模型、机械能守恒模型、简谐振动模型等，将看似复杂的物理问题熟悉化。即首先求出两个滑块弹性碰撞的速度：
　　二、将物理本质和物理过程明晰化
　　在高中物理的解题过程中，常常会遇到物理过程繁杂的情况，如果将等效思维应用于物理过程中，可以通过分解、简化、转化等方式，将物理过程明晰化，进而轻松解决物理问题。
　　例如：把一个石块从倾角为口的斜面上，以初速度为u。水平抛出，落到斜面上某个点上（如图），请问小球运动过程中与斜面相距的最大距离是多少？从题目来分析，可以得知，石块运动过程中，与斜面相距的最大距离位置是：速度方向和斜面平行时的距离。在计算这段距离时，解题程序十分繁琐。因此，高中物理教师可以引导学生将u₀分解为：沿斜面方向的u₀cosθ和垂直斜面方向的u₀sinθ，然后将重力加速度分解为沿斜面方向的gsinθ与垂直斜面向下方向的gcosθ，在此基础上，学生就可以发现石块平抛运动的过程，可以应用等效思维，转化为斜面方向的匀加速直线运动，以及垂直于斜面方向的匀减速直线运动。一旦石块到达与斜面相距最大距离的时候，垂直于斜面方向的速度减为0，由此就可以很快地算出距离斜面的最大距离。
　　三、把复杂条件转换为简单的条件
　　在高中物理问题中，还存在题设条件复杂的情况。题设条件复杂就会导致学生难以将所学知识应用于解题中，因此，高中物理教师可以引导学生将等效思维应用于物理条件的转换中，把复杂条件转换为简单的条件，从而利于学生解题。
　　例如：理想变压器输入端接电动势为E、内阻r的交流电源，输出端接电阻为R的负载，求原、副线圈匝数比n₁/n₂是多少的时候，R会获得最大功率，R的最大功率是多少？从题目来看。交流电源与恒定电源等效，则利用等效思维将原本的复杂条件简单化。即当电源内阻保持不变，整个电源输出的功率不会成单调变化趋势，因此，当外电阻值与电源的内阻值相一致，整个电路输出的功率才可能达到最大。
　　总而言之，在高中物理教学过程中，培养学生的等效思维，可以帮助学生在解答物理问题时，将复杂的问题简单化。把抽象的物理定义具象化，教师要引导学生在解题中带有灵活性、技巧性的运用等效思维，提高学生的思维能力。
　　编辑 薛小琴

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