等效法在初中物理中的應用.doc

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1、“等效法”在初中物理中的應用江蘇省江陰市河塘中學趙永忠（214419）初中學生由于受到生活經(jīng)歷、知識儲備、理解能力的局限，對一些物理現(xiàn)象、過程的表述常常詞不達意，對物理規(guī)律的掌握往往一知半解，造成解答物理問題束手無策，如果我們采用正確的思維方法和思維技巧，對于正確、快速解答物理問題有十分重要的作用，而等效法就是一種重要的思維方法和技巧。所謂等效法是從事物間的等同效果出發(fā)來學習和研究物理現(xiàn)象、過程、規(guī)律的一種方法，它是分析解決物理問題的有效途徑。它把實際、復雜的物理現(xiàn)象、物理過程，轉(zhuǎn)化為等效、理想、簡單的物理現(xiàn)象、物理過程來研究和

2、處理。我們初中物理中合力與分力；測量中的化曲為直；做功和熱傳遞對內(nèi)能的改變；平均速度；串并聯(lián)電路的總電阻與各個電阻；等效電路簡化復雜電路；電流表、電壓表在電路中的處理都采用了等效法來化難為易，變繁為簡。在教學和學習過程中，若能將此法滲透到對過程的分析中去，不僅可以使我們對物理問題的分析和解答變得簡捷，而且對靈活運用知識、促使知識、技能和能力的遷移，都會有很大的幫助，而且還能活躍學生的思維。本文將談談等效法在初中物理中的應用。一．作用上的等效：在物理效果相同的情況下，從不同事物或同類事物的不同物理作用出發(fā)來分析和處理物理問題的方法

3、。例1．如下圖1的水槽中浮有一只裝有鐵塊的小船，如果把小船中的鐵塊投到水中，則水槽底部受到水的壓強將————————————————————————（）A．增加；B．減??；C．不變；D．無法確定分析：要考慮水槽底部受到水的壓強變化，只要分析水面的變化，而水面的變化可分析排開水的體積的變化，因為水的體積沒有變化。但是由于鐵塊沉入水中后（如圖2），船排開水的體積變小而鐵塊排開水的體積變大，所以給分析總的排開水體積的變化帶來一定的困難。我們可以把圖1等效成圖3：鐵塊被吸在船的底部。那么它和圖1情況一樣漂浮在水面上，排開水的體積相同，當

4、船不再吸引鐵塊時，船上浮一些，而鐵塊沉到水底，且下沉時鐵塊排開水的體積不變，成為最終情況圖2，故把小船中的鐵塊投到水中時水面下降，壓強減小。圖2圖3圖1圖45N5N圖55N例2．某人用5牛的力同時拉彈簧秤的吊環(huán)和掛鉤，此時彈簧秤保持靜止，則彈簧秤的示數(shù)為-----------------------------（）A．0N；B。10N；C。5N；D。2.5N分析：此題是一個較基礎的問題，由于學生受思維的限制和習慣的影響，不能理解正確的結果，很容易做出錯誤的選擇。實際上我們可以把圖4等效成圖5，因為它們彈簧秤的作用效果一樣——靜止

5、，這樣馬上可以得出彈簧秤的示數(shù)為5N。二．過程上的等效：是從同一事物的不同形式的物理過程出發(fā)，來研究和處理物理問題的方法。在中學物理中有些問題所涉及的過程較復雜，以致我們嚴格搞清楚整個過程中的各個細節(jié)有一定困難，而有的過程又是“動態(tài)”不易分析處理，運用等效的觀點，往往只要把握住起始和終了時刻的狀態(tài)特性，定性地分析過程，將整個過程等效為一個相對簡單的過程，從而方便求解。圖6例3．如圖6橫截面積為200cm2的圓柱形容器中裝有水，一橫截面積為50cm2的圓柱形木塊中間用細線系在容器底部的中央，木塊的質(zhì)量為600克高度為20cm，細線

6、能夠承受的最大拉力為1.96牛，此時細線剛好伸直，問如果加入1.2千克的水則容器底部的壓強增大多少？分析與解答：要考慮增大的壓強只要考慮增大的液面高度，而分析液面高度的變化首先要考慮加入水后細線能否拉斷。原來木塊漂浮在水面上故F浮1＝G∴0.6Kg×9.8N/Kg＝1×103Kg/m3×9.8N/Kg×V排1V排1＝0.6×10－3m3＝600cm3當細線上的拉力為1.96牛時，細線剛好要拉斷，則：F＝1.96NF浮2＝F＋G＝1.96N+0.6×9.8N＝7.84N∴7.84N＝1×103Kg/m3×9.8N/Kg×V排2∴V

7、排＝800cm3∴水面上升（800－600）cm3／50cm2＝4cm＝0.04m時細線剛好要拉斷此時加入0.04m×(200－50)×10－4m2×103Kg/m3＝0.6Kg＜1.2Kg∴加入1.2Kg水細線要斷?！嗨孀兓謨蓚€過程：先加入0.6Kg水，此時細線不斷，后加入0.6Kg水細線已斷，而兩個過程液面的變化高度計算較為復雜。我們可以把兩個過程等效成一個過程：即加入1.2Kg水使整個容器的水面上升，因為木塊開始是漂浮，最終也是漂浮。這樣上升的水面高度為h＝1.2Kg/（1×103Kg/m3×200×10－4m2）＝0

8、.06m∴增加的壓強p＝1×103Kg/m3×9.8N/Kg×0.06m＝588Pa在利用過程上的等效時要注意：不同過程必須在處理解決的問題上要完全一致，情況是等效的，否則會得到錯誤的結果。例如還是例3的問題，如果不是考慮“加入1.2千克的水則容器底部的壓強增大