等效思想在高中物理学习中的作用研究

郝光源��

摘要：等效思想是进行物理学的重要思想之一，其能够让学生的学习难度降低，可以让学生的学习效率得到有效提升，对于学生的学习来说具有非常重要的、不可替代的作用。作为高中生，尤其要注重物理学习中等效思想的应用，通过等效思想的应用让我们的学习效率得到提升，让我们的学习质量得到优化。基于此，笔者撰写此文章，从高中生的角度对等效思想在高中物理中的应用进行分析研究，以期能够为更多的高中生物理学习提供借鉴和参考。

关键词：高中物理；等效思想；学习应用；质量提升

一、 等效思想分析

所谓“等效”指的就是效果相等，也就是人们研究事物或者运动过程中，从宏观的角度出发，重点对结果进行考证，对事物发展的过程予以忽略，进而得到两个不同事物的功能和结果的共同性。两者可以相互替代被称之为等效。物理中的等效思想具有等效的内在含义，但其实是将具有共性的东西抽象出来，让其形成物理学习中的“概念”，从而“取代”物理学中的抽象概念，使之更加容易被接受。也就是说，物理学习中等效思想的应用更为重要的是为了使学习更加简化，让学生学习起来更加容易、理解起来更加透彻。等效思想的应用可以让我们把握不同问题之间的核心内容，对于提升我们的物理综合能力和素养来说具有非常重要的作用和意义。

二、 等效思想在物理学习中的应用

1. 模型等效替代

运用模型进行等效替代是物理学习中非常常用的一种替代方式，其主要是通过使用简单的模型来代替复杂的物理原型，这样可以将原有的较为复杂的模型简单化，我们在学习的时候就能够更加容易理解。高中物理模型等效替代主要有两种，一种是物理概念的理想化模型，一种是物理对象的理论模型。比如，对于例1我们就可以使用模型等效替代予以解答。

【例1】一木板，其质量为m，长度为L，将其放置在水平桌面上，木板与桌面之间的摩擦系数为μ，现在推动木板，运动到图1所示位置，那么木板1/3长度在桌外，此时木板所承受的滑动摩擦力是多少？

此时所需要解答的是物体对于桌面的压力，通过分析，我们可以得知其实际所需要计算的是物体的重力。重力的等效作用点即重心在桌面上，由此我们可以得知FN=mg，因此，f=μFN=μmg。

一道题通过等效思想的应用便可以轻而易举地“化解”，但是其应用过程中也需要注意做好等效条件的把握，否则不仅无法有效解决问题，还容易导致错误结果的出现。

2. 过程等效替代

所谓过程等效替代，其主要指的是运用简单的物理过程对复杂的过程进行取代或者替代，从而让物理过程更加简单，无论在解题过程还是在学习过程中，能够通过简单的方式理解复杂的物理过程。其同样主要表现在两个方面，一个方面是物理理想过程等效替代实际过程，另一种是物理简单过程等效替代复杂过程。针对第一种情况，我们课本中的伽利略理想桌面实验表现得淋漓尽致；对于第二种情况，我们可以通过一道例题来进行说明。

【例2】如图2，从足够长的固定斜面顶端以v0速度水平抛出一物体，那么该物体运动过程中离开斜面的最大距离是多少？

对于此题的解答，我们可以使用平抛运动对斜面运动进行有效替代，平抛运动可以等效分解为水平方向匀速运动和竖直方向自由落体运动，但是如果沿着斜面进行运动，那么沿着斜面向下运动则可以设为x轴，垂直斜面向上则可以设为y轴，这样看来力就可以分解为v0和加速度g，那么物体在x轴的运动则为匀加速运动，在y轴的运动就是竖直上抛运动，其最大距离则呼之欲出，很容易便可以得到：（v0sina）22gcosa。

3. 作用等效替代

作用等效替代是不同的物理事物或者同类的物理事物，在不同的形式下，在同一物理过程中，对外界所产生的作用和效果，通过这个渠道对事物进行研究和分析的一种方式，其更为重要的表现为一种思维方法。作用等效替代应用较为频繁的方面则是力的作用效果等效替代、场的作用效果等效替代，以及电流热效应的等效替代。我们通过力的作用的等效替代例题对此问题予以关注。

【例3】如图3，质点质量为m，M球为均匀球，M球球心与质点之间的距离为2R，M球半径为R，两者之间的引力为F。现在，去除右边半径为R/2的小球，那么剩余的部分与质点m之间的万有引力为多少？

通过读题我们可以计算出挖去球质量为M1=18M，那么剩下的球的质量则为78M，我们设定其为M2，此时，题目就转换成为M2与m之间的引力。我们可以先求出M1与质点m之间的万有引力，F1=29F，M与质点m的引力F可以用M1与m引力F1与M2引力F2的矢量和等效替代，因此，F2=F-F1=79F。

三、 结语

通过我们对等效思想运用的分析以及相关例题的解析，可以看出，等效思想的应用具有不可替代的重要作用，我们高中生要对此思想予以高度关注，通过多种方式对其进行应用，让其帮助我们更好地学习物理，让其帮助我们获得物理能力的提升。

参考文献：

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[2]李福蘭.等效思想在物理教学中的应用[J].才智，2014，（03）：76.

[3]邢红军，张抗抗.论物理思想的教育价值及其启示[J].教育科学研究，2016，（08）：61-68.endprint