如何在物理解题中应用等效思维

摘 要：等效思维是一种重要的解题思维，用于解答物理习题，可降低问题分析难度，达到顺利求解的目的，广泛用于解答各类物理习题.为使学生掌握相关的思路与技巧，应从学生的学习实际出发，注重物理知识的整体把握.

关键词：物理解题；等效思维；思路与技巧

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1008-0333（2023）18-0068-03

收稿日期：2023-03-25

作者简介：宋凯（1984.9-），男，宁夏固原人，本科，中学一级教师，从事高中物理教学研究.

将等效思维渗透到物理教学中，并围绕不同知识点做好相关例题的筛选与讲解，促使学生的解题能力更好地提升.

1 应用等效思维，解答力学习题

力学在高中物理中处在基础地位，重要性不言而喻.相关习题创设的情境千变万化.为使学生更好地把握力学相关规律，能够将复杂问题简单化，提高解答力学习题的灵活性，灵活应对各种力学情境，应注重引导与启发学生做好等效思维的应用，使其能够从复杂的物理情境中抽象出解答问题的本质，让他们能够根据问题找准等效的切入点，明确等效的注意事项，实现顺利解决问题的同时，促使学生在以后解答相关问题能够迅速找到思路，进一步增强他们的解题自信^[1].

在为学生讲解利用等效思维解答力学习题时，教师应当注重从简单的问题入手，逐步引导学生认识、理解、应用等效思维，通过上述习题的分析，不仅能够使学生的知识得到很好的巩固与完善，还可以深刻影响他们的解题思维.

2 应用等效思维，解答运动习题

运动类的习题不仅是高中物理的常见题型，而且在高考中经常出现，解题思路也是灵活多变的.部分习题如采用常规解法需构建较多的物理方程，计算繁琐，学生要集中精力和认真计算，而且稍有不慎就会满盘皆输.为提高学生的解题正确率，应注重等效思维的应用，使学生认识到等效要保证整个过程符合物理规律，才能保证最终结果的正确性.并给学生提供总结与反思的时间，使其认真揣摩，总结细节，让他们相互学习，争取共同进步^[2].

例2 如图3（a）所示，AB是一个足够长的光滑平面，BC则是一个光的滑圆弧，半径R是7.5 m，两者在B点相切，质量为m₁＝0.1 kg的滑块以v₀＝0.9 m/s的速度向左开始运动，与位于B点质量m₂＝0.2 kg的物体发生弹性碰撞，问：多久以后两个物体可以再次碰撞？

在进行相关习题讲解过程中通过启发学生运用等效思维解题，要求其认真思考等效前后处理问题的难易程度，增强对等效思维作用的认识，尤其习题顺利解答后，能很好提升解题自信，并将等效思维作为重要的解题思维加以掌握与应用.

3 应用等效思维，解答电场习题

电场部分涵盖很多的概念、计算公式，内容较为抽象，很多学生感觉掌握与理解时较为吃力，尤其在解答习题时总是一时难以找到最优的解题思路，部分学生虽然能够得出正确答案，但是花费时间较长，在进行该部分知识学习中应引导其注重等效思维的应用.教师可指導学生认真分析不同电场的特点、规律，之后设计习题，要求他们结合所学知识以及对电场知识的理解分析判断，使其掌握等效的细节及注意事项，根据实际情况灵活应用，以更好地服务于解题.

例3 如图4（a）所示，将一个V形玻璃管倒置在竖直平面内，且处于E＝10³N/C、方向竖直向下的匀强电场内，一个带负电的小球，重为10^-3N，电荷量q＝2×10^-6C，在A点由静止开始运动与管壁的动摩擦因数μ＝0.5，其中管长AB＝BC＝2 m，倾角α是37°，管顶B处有一段很短的光滑圆弧，求小球第1次运动到B点时速度多大？小球运动后第1次速度是0的位置在哪个地方？从开始运动到最终静止小球通过的总路程是多少？

分析 小球受到竖直向上的电场力是F＝qE＝2×10^-3N＝2G，而受到竖直向下的重力为G，从而能够将电场和重力场的叠加场等效为成一个方向竖直向上的重力场，如果让这个重力转180°方向竖直向下，就变成小球在V型斜面运动的问题，如图4（b）所示，按照这样思路解题.

在电场习题讲解中通过具体例题的分析，使学生认识到等效思维的应用是基于对基础知识的准确记忆和深入理解之上，所以为更好地应用等效思维，教师不仅需帮助学生具备等效思维应用意识，还应指导他们牢固掌握基相关础知识.

4 应用等效思维，解答电路习题

电路习题是高中物理的热门题型，常以选择题、实验题的形式出现，尤其选择题类型的电路问题，既能很好地检验学生基础知识的掌握情况，又能考查学生分析问题的灵活性.但多数学生因对所学知识本质理解不深入，解题过程中思维不够灵活，容易出错.为使学生能够高效、正确地解答电路习题，应注重等效思维的渗透.教师为学生总结电路问题中等效思维的具体表现，通过鼓励他们运用等效思维进行电路习题的分析、解答，积累应用等效思维解决问题的经验.

例4 现有6个阻值都是R的电阻与电动势为E（内阻忽略不计）的电池，组成如图5（a）所示的电路，那么流过电池的电流是多大？

电路习题讲解过程中通过展示等效思维的应用，既能很好地训练学生的解题思维，又能促使他们养成良好习惯，当习题中电路较为复杂时应注重将若干部分进行等效或者画出等效电路图，各个电学元件之间的关系便一目了然.

综上所述，等效思维是一种解答物理习题的高阶思维，既能有效避免学生在解题中走弯路，又能促进解题能力与效率的显著提升，因此应将等效思维的讲解纳入授课内容，使学生掌握扎实的等效思维方法.教师还应立足自身授课经验，做好相关习题的筛选与设计，为学生认真讲解等效思维在不同题型中的应用，使学生理解等效思维本质，把握相关应用细节，在解题中真正做到灵活应用.

参考文献：

[1]王国松.高中物理教学中显化科学思维方法教育的实践探索[D].南京：南京师范大学，2018：46.

[2] 孙登全，刘福民.高中物理教学中解题能力的培养方法研究[J].新课程研究（上旬），2017（5）：87-88.

[责任编辑：李 璟]