等效转换法在高中物理问题解决中的应用探讨

刘玉华

(山东省高唐县第一中学，山东 聊城 252800)

等效转换法在高中物理问题解决中的应用探讨

刘玉华

(山东省高唐县第一中学，山东 聊城 252800)

随着我国教育的改革与发展，教师越来越注重学生能力的培养.然而在目前应试教育体制下，对于一名高中生而言，还是需要不断提高自身解决问题的能力.对高中物理而言，掌握一种等效转换法的思维技巧对于解决问题能力的提高非常有帮助的.

高中物理;等效转换法;解题技巧

众所周知，高中物理是理科当中最难的一门学科.学生在学习的过程当中一定要掌握高效的学习方法以及必要的解题技巧.只有这样才能起到事半功倍的效果.然而，高中物理的解题技巧有许多，类似于等效转换法，等比替代法，类比推断法……但很多方法在我们教师看来虽然比较简单易用，但是学生理解起来可能就比较困难.因此，教师在实际的教学过程当中，一定要选择学生易于理解而且比较简便的解题技巧传授学生.从事一线教学多年的教师可能都会发现，在众多的物理解题技巧当中，唯有等效转换法学生利于理解，而且在做题的过程当中能够运用自如.等效转换法的实质就是将问题化繁为简，将一个比较复杂的问题转化成一个效果作用相同但是却简洁明了的模型.本文以等效转换法为例，论述高中物理的解题技巧.

一、等效转换法的理解

前文当中论述了许多有关等效转换法的特性，那么等效转换法的定义是什么呢？根据我国物理学大纲当中提出的，“在解决物理的实际问题过程当中，我们常常用简单易于研究的模型，替代比较复杂的物理原型.我们称这样的等效替代思想为等效转换法.”高中物理学当中，等效转换法分为两种形式，一种是将实际过程当中难以操作但物理模型转化为理想的思路过程，另一种是将物理研究的对象进行等效的替代.这两种等效转换法在物理学解题的过程当中都应用广泛.学生一定要注重等效转换法的实质，即是以形变但本质不变的思路准则.

二、等效转换发的类型

等效转换法的类型有许多，教师一定要抓住考试当中比较热门的模型，让学生进行有针对性的训练.教师在培养学生等效转换法的思路过程当中，一定要摒弃题海战术的思想，只有做到了有针对性的训练才能使得学生对于等效替代法有着本质的理解.在考试的过程当中，做题才能得心应手.

1.模型等效转换法

在《人教版必修三》的学习过程当中，学生最容易遇到的问题就是怎么样才能求出电源的最大效率的问题.学生在刚开始碰到此题目的过程当中，首先想到的就是联立方程组，运用二次函数的思想，解出当电源效率最大值内阻和外电路的关系.不可否认，只要学生做题的时间足够宽裕，用函数的思想，能够比较准确地解出电源效率最大值的情况.但是不可否认，对一名即将参加高考的学生而言，时间是有限的，学生必须掌握一种高效的解题策略.本文以图1图2为例：如果要学生求出图1所示的滑动变阻器的最大功率.那么根据我们在必修三物理电路的解题经验，当外电路的总阻值，等于那电路的阻值时，外电路的效率最大.因此可以等效为如图2所示的模型，将外电路R0的电阻和电源E的内阻r组合并在一起，然后运用前文提到的物理学规律，就能很快的解出答案.

2.作用等效法

物理学是一门研究物体受力状况的学科，在研究物体受力状态的过程当中，由于情况比较复杂，我们很容易就会想到等效替代法的教学理念.如图3所示，如果一质量为m的质点距球M的距离为2R，其万有引力为F，现将此球挖去以R/2为半径的球体，求剩余部分距离圆心O1的万有引力.对于一名刚接触此题的同学，可能最先想到的就是运用万有引力的公式，采用联立方程组的思想，运用数学知识解除万有引力的大小.这样的思路仍然和上题一样比较繁杂，且较短时间内容易出错.如果学生在考试的过程当中，能够运用到等效转换法.那么这题的难点就迎刃而解了.

首先将这道物理高考题目进行比较全面的剖析，当两个物体都是完整的情况下，所受的万有引力为F，那如果是不完整的情况下，是否可以采取力的叠加原理呢？简单而言就是将大球所受的万有引力和割去的小球受到的万有引力进行矢量叠加，那么就比较巧妙的计算出了剩余部分的万有引力了.

等下转换法的思路并不是学生天生就有的，教师在教学的过程当中可以采取提示的办法，让学生仔细全面的分析问题，找出题目和曾经所学知识的联系.本文以上题为例，教师在实际的教学过程当中，可以这样问学生，“大家仔细观察这道题目的模型，这和我们曾经所学的哪种万有引力的模型最为相似？我们是否学过割补法，而受力分析的过程当中，是否是遵循矢量相加的原则？”通过这样巧妙地提示学生，让学生找出这道题目的原型.最后告诉学生这就是作用等放法.

总而言之，高中物理的解题技巧有许多.教学需要抓住高考当中比热门的解题思路，然后针对这种思路对学生进行有针对性的训练.作为教师必须知道，巧妙的物理思路并不是学生天生就有的，这是学生经过长期训练的物理素养.本文提到的等效转换法只是万千物理模型当中的一种，但是教师却可以仿照本文提到的等效转换法的教学模式优化自己的教学方法.

[1]鲁清.等效转换法在高中物理问题解决中的应用探讨 [J]. 中学物理, 2015, 33(12):87-88.

[2]江爱国.等效转换法在运动类问题中的应用例析 [J]. 物理教师, 2014, 35(1).

[责任编辑：闫久毅]

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1008-0333(2017)25-0063-02

2017-07-01

刘玉华(1980.07-)，女，山东省聊城市高唐县，一级教师，大学本科，从事高中物理教学.