等效思想在高中物理教学中的应用

文章论述了等效思想在教学中的重要意义，指出了物理教学中实施等效思想教育的有效途径。

物理教学 等效思想 有效途径

【中图分类号】G633.7文献标识码：B文章编号：1673-8005（2013）02-0139-02

物理思想是物理学的灵魂，在平时课堂教学中，对学生进行物理思想教育是非常重要的。要有效地进行物理思想教育，必须明确物理学中包含的具体物理思想。本文就高中物理中的等效思想进行了以下三个方面的探究：

1概念或规律中的等效思想

等效事物往往存在着共性，把这些共性抽象出来往往可形成物理概念，以使学生加深对物理概念或规律的理解，从中逐步掌握物理学中的等效思想和方法，如人推车、人提桶、人拉锯时都会感到肌肉紧张，即从肌肉紧张的角度它们是等效的，可抽象出这些情况下人对物体施加了力；人能提桶，通过绳子也能提桶，从提桶的角度也是等效的，绳子在提桶时被拉紧，就好象绳子的“肌肉”紧张了，所以说物体对物体也可施加力的作用，从这些等效事例中抽象出力是物体对物体的作用。再如：利用等效思想讲“质点”的概念，可使学生加深对质点概念的理解。

？？？？在寻找等效事物间的必然联系的过程中常会发现新的物理规律或理论，如牛顿研究了卫星绕行星运动的规律，发现与开普勒总结的行星绕太阳运动的规律等效，提出行星与卫星间的引力跟太阳与行星间的引力是同种性质的力.牛顿经过计算，又证明月球绕地球运动的向心加速度是地面重力加速度的1/3600，与用平方反比规律得出的结果等效，从而证实了重力与天体间的引力是同一性质的力，于是作了合理推广提出了万有引力定律.

自然界存在的物理问题，一般都是受多种因素的制约，呈现出综合性的复杂现象，？直接进行研究比较麻烦，甚至无法解决，但如果利用等效思想应用等效方法对研究对象进行适当变换，就可以使问题简化，便于研究。

例1：小球用细绳AC、BC悬挂于A、B两点，在纸内和纸外间作微小来回摆动，求它的周期，我们可把原来的双线摆等效看成一个刚性轻支架ABC，在C点固定一个小球，？绕AB轴来回摆动再进一步又可等效看成以CD为悬线，以D为悬点，在平行于CD的平面上摆动的单摆，这就不难求出它的周期了.例如有些量在实验中较难测定，我们常用其它物理量来等效替代，如碰撞中的动量守恒实验中，小球的速度较难测定，我们根据平抛运动在高度一定时水平位移与初速成正比的性质，用测水平位移来等效替代小球的速度.其实测量仪器大多数不是直接测量待测物理量的，常是根据待测量与另一物理量的关系进0行等效转化，由显示另一物理量的值来等效显示待测物理量的值的。

利用等效思想，能够启发学生思维，使其发现解决问题的有效途径，有些物理问题，初看起来，似乎十分复杂，但如果根据等效思想，利用等效思想适当变换，就可使问题迎刃而解。

例2：A物体做匀速直线运动，速度是1m/s，A出发5s后B物体从同一地点由静止出发做匀加速直线运动，加速度是0.4m/s2，且A、B同向运动。问：①出发几秒追上A

②A、B相遇前它们之间的最大距离是多少？

如果进行适当的等效变换，就十分容易求解。可画出A、B两物体的V―t图象，利用图象下所围的面积代表物体运动的位移。问题就迎刃而解了。

2应用等效思想应注意的几个问题

首先，替代物与原事物只是某些方面的，或一定条件下的等效。如单摆摆动过程中由于绳子所受拉力不断变化，因为摆线长度也不断改变，但我们选用的摆线往往是不易伸长的，因而就把摆线等效转化为一根不可伸长的刚性绳子.但是我们从另一角度来研究，没有形变的绳子就不可能产生弹力，这样和原事物就不等效了，最好把绳子看成一根倔强系数很大的弹簧，长度几乎不变又不能产生很大的弹力，能贮藏很多的弹性势能.

其次，等效变换的方式可以是多种多样的。

对于同一问题，研究的思路不同就有不同的等效变换方法.前面已经讲过研究力的平衡问题时可用合成等效变换也可用分解等效变换.即使采用同一变换方法，也还存在着不同的变换形式。？

3物理学中实施等效思想的有效途径

等效思想是分析解决物理问题的基本思维方法之一。高中物理中普遍蕴含着等效思想。如：高中物理中矢量合成法则就是一个矢量的作用效果等效于多个矢量的作用效果，矢量的分解法则是多个矢量的作用效果等效于一个矢量的作用效果等。等效思想在高中物理学习中具有？的作用，学生形成等效思想不仅有助于于深刻理解物理知识，掌握所学内容，而且能够提出分析问题和解决问题的能力。

可见物理教学中对学生进行等效思想教育有十分重要意义。实施等效思想教育应抓好以下三个环节：

第一，发掘教材中蕴含的等效思想内容，及时引如等效思想。

第二，以等效思想为主线总结知识内容，强化等效思想。经过一段时间教学后，把含有等效思想的知识内容加以总结，互相比较，突出等效思想在研究问题中的作用，就能强化等效思想，形成等效思想。

第三，加强应用，要使学生形成等效思想，必须加强应用，在应用过程中使学生深刻理解，不断完善等效思想。

总之，等效思想是物理学中的基本思想之一。它对物理问题解决具有重要作用。在物理教学中，对学生进行等效思想教育对于培养分析和解决物理问题的能力，提高物理教学质量大有裨益。