等效思维在初中物理解题中的运用研究

赵佳琪

摘 要：在人教版初中物理学习中，有很多老师过多强调和注重对学生物理知识的灌输，“填鸭式”的教育在中国相当盛行，而随着新课改的不断深入，对于学生的理解能力，老师也逐渐意识到了重要性，开始着力培养学生的物理思维。其中，化繁为简，转化思维即等效思维方法的运用，能够帮助学生合理的简化一些物理知识内容，让学生更加直观的了解知识定理将原本复杂的内容简单化，并且还可以将一些不太容易理解的题型，进行简化，让学生快速的进行解题。

关键词：初中物理；等效思维；运用研究

一、等效思维法的定义

从基本定义上来讲，我们可以概括性的得出：等效替代法是在保证某种效果或者特性和关系相同相等的前提下，将实际的、陌生的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、这是一种易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法。在物理教学和研究中经常会用到，也是我们学生将复杂物理问题简单化的一种重要方法。在初中物理解题中非常常见。比方说在研究合力时，一个力与两个力使弹簧发生的形变是等效的，一个力就替代了两个力。例如在研究串、并联电路的总电阻时，用一个电阻代替两个串联或并联电阻。或者在平面镜成像的实验中，我们利用两个完全相同的蜡烛，验证物与像的大小相同，因为我们无法真正的测出物与像的大小关系，所以我们利用了一个完全相同的另一根蜡烛来等效替代物体的大小。

二、等效思维法在初中物理解题中的运用分析

在中物理题目中的应用能够有效地将复杂的问题简单化，化难为易.学生在解题过程中使用这种方法能够简化解题过程，提高解题速度，同时能够在解题过程中活跃自身的解题思维，提高学生的创新能力，等效变换简化问题等效变换是初中物理解题中比较常用的一种方法，并且经常用于电路的变换。如将比较复杂的电路等效变换成一些比较明确的串联等效电路或者并联等效电路，等效变换的过程可以通过添加辅助线、增加平衡力等方法来解决问题、分析问题。具体运用来说，可以从初中物理解题的过程中来反映。如图所示电路用的是等效替代法测量未知电阻阻值。其中Rx是待测电阻（阻值大约几百欧），R是滑动变阻器，R0是电阻箱（电阻箱的最大电阻值大于Rx），请根据实验电路图把下列主要实验步骤中的空白填齐。

（一）电路图的主要实验步骤

（1）按电路图连好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大。

（2）只闭合开关S1和调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数为I。

（3）只闭合开关S1和，同时调节（选填“滑动变阻器”或“电阻箱”），使电流表的示数为多少。

（4）读出阻值，即可知道Rx的阻值。

（二）教师在解题时要引导学生转化思维。教师在解题的时候要适当的引导学生转化思维，由等效替代法可知，当闭合开关S1，只闭合开关S2或S3时，保持滑动变阻器接入电路的阻值保持不变，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数相同，故实验步骤如下：

（1）在图示电路中，按电路图连好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大。

（2）只闭合开关S1和S3，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数I。

（3）只闭合开关S1和S2，保持R的电阻不变，同时调节电阻箱R0，使电流表的示数仍为I。

（4）读出电阻箱接入电路的阻值R0；由于两次电流表示数相同，则两次的总电阻相同，即Rx+R滑=R0+R滑，所以Rx=R0。故可以得出：1）S3；2）S2；电阻箱；I；3）电阻箱接入电路的阻值R0。复杂的物理问题通过转化思维，将复杂变为简单，抽象变为具体，无形变成有形，陌生的知识变成熟悉的内容来一一进行透彻理解和解答题目。这正是等效替代法的真正魅力所在。当然，等效替代法在初中物理解题当中的运用还不仅仅限于此处。再比方说在运动的物理题目中，我们运用到等效替代法的地方也是相当多的。由于合运动和分运动具有等效性，所以平抛运动可看作是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。“小船过河”中小船的運动可以看作是沿水流的方向的匀速直线运动和垂直于河岸方向的匀速直线运动的合运动。

在计算大小不变方向变化的阻力做功时，如空气阻力做功的时候，可以应用公式W=fS，只是式中的S是路程而不是位移，不管物体的运动方向如何变，均可等效为恒力f作用下的单向直线运动，只有建立起等效的思维观念，才能使学到的知识潜移默化，才能把学会的东西用活。斜面高1m，倾角θ=300，在斜面的顶点A以速度VA水平抛出一小球，小球刚好落于斜面底部B点。不计空气阻力，g取10m/s2.求小球抛出的速度VA和小球在空中运动的时间t。

解析：根据平抛运动的规律，可将平抛运动等效为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。

水平方向：x=VAt；竖直方向：y=gt2/2；并且根据几何关系：y=xtanθ，代入已知条件y=1m，解上述三个方程得，VA= m/s；t=s。一个复杂的问题转化为简单的几个部分，等效替代法不仅仅是过程的等效、模型的等效还有运动的等效等等。

教授学生知识是我们教师的一个职能之一，传统的教育方法牢牢的禁锢了我们学生和教师的思维和方法。初中物理知识可以说对于许多学生都是不陌生的，公式、计算、图形我们都可以写的出来、背的出来，但是一遇到没有见过的题目，我们学生就会无从下手，转不过来。这时候等效替代法往往就发挥出巨大的作用来。

参考文献：

[1]叶新.等效思维在初中物理解题中的运用[J].理科考试研究. 2016（12）.

[2]姬鸣亚.等效思维在初中物理解题中的合理运用[J].中学物理. 2016（10）.