物理等效实验在课堂教学中如何应用

《物理等效实验在课堂教学中如何应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、物理等效实验在课堂教学中如何应用摘要：等效方法是学生从具体的实例中体验来的，他们对于等效法的认识是割裂的、分散的，往往是一种错误的观念，认为等效的两种物理现象应该具有相同的本质。这种错误妨碍他们对等效法的普遍性认识。实际上，等效法只有一条准则，那就是保持效果相等。关键词：物理等效实验；等效思想；注意问题一、等效思想及其意义1.概念或规律中的等效思想等效事物一般情况下有着共同性质，抽象作用下这些共性通常转换成物理概念，从而强化学生对物理概念的认识和对物体规律的正确理解，进而渐渐掌握物理学中的等效思想和方法如人能提桶，通过绳子也能提桶，从提桶的角度讲是等效的。绳子在提桶时被拉紧，就好像绳子

2、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“重心”概念，可以有效加强重点概念在学生心中的印象，并让其正确理解，物体每一部分都在重力的作用下，从效果上看,我们可以假设每个部分所受重力都聚集在一个点上，这个点我们称为重心，实际上重心即物体重力的等效作用点。例1：质量为Hi的均匀木板，长为L,放在水平桌面上,其中有1/3长度伸出桌面，木板与桌面间的动摩擦因数为U,现用水平力F推木板，木板所受桌面对它的滑动摩擦力为多少？正确解法：物体对桌面的压力等于物体的重力，因为整个物体重力的等效作用点即物体的重心在桌面的上方。即FN

3、=mg,f=u,FN二umg.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。伟大物理学家牛顿研究出卫星绕行星运动的规律，发现其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。牛顿于是作了合理推广提出了万有引力定律。1.利用等效思想能够简化实际问题，提供分析问题和解决问题的简便方法大自然界中发现的问题，利用等效思想对研究对象进行适当变换，就可以使问题简化，便于研究。例

4、1:“曹冲称象”。曹冲运用了等效替代的方法，巧妙地测出了大象的体重。例2：质量为m的物体，在质量为M的斜劈上沿斜面向下匀速下滑。斜劈静止不动，在物体滑到斜面底端前，求斜劈对地的压力。分析：若直接求斜劈对地的压力比较复杂，但如果我们将斜劈和物体等效为一个整体，质量为(M+m),从整体出发,研究(M+m)的受力，问题就得到简化。例3：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。分析：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

5、出它的周期了。有些量在实验中较难测定，实际操作中常用其他物理量来等效替代，如碰撞中的动量守恒实验，小球的速度较难测定，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，通常是根据待测量与另一物理量的关系进行等效转化，以显示另一物理量的值来等效显示待测物理量的值。3•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4.A物体做匀速直线运动，速度是lm/s,A出发5s后B物体从同一地点由静止出发做匀加

6、速直线运动，加速度是0.4m/s2,且A、B同向运动。问：①B出发几秒追上A?②A、B相遇前它们之间的最大距离是多少？二、应用等效思想应注意的几个问题1•替代物与原事物必须是等效的，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。2.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

7、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。1.各种等效方法常交叉使用在所研究的问题较复杂时，单用一种等效方法还不能奏效，常采用多种等效转换方法，一步一步地逐渐转换才能够达到目的。