学会透过现象看本质,进而对物理模型进行等效转化。例题 6:如图所示,用两根等长的细线下悬挂一只小球组成了所谓的双线摆, 若线长为 L,两线与天花板的左右两侧的夹角均为α,当小球在垂直于纸面的平面内作简谐运动时,周期等于多少? 解析:本题的双线摆模型是我们不熟悉的,当然考察其运动发现完全可以用一个单摆来等效替代。其单摆的摆长为 Lsin α,所以一旦将双线摆模型等效为摆长为 Lsin α的单摆模型,运用单摆的周期公式很容易地可以求得本题的答案应为五、实验原理的等效在高中物理力学实验中,几乎可以说离开了等效的思想将“寸步难行”。在《力的测量》中根据平衡的条件,利用等效的观点,将我们要测量的力等效为弹簧中的弹力,将物体受到的重力等效为处于平衡状态的物体受到的支持面的支持力或悬挂物的拉力。在《验证力的平行四边形定则》实验中更是充分运用了等效的观点。用一个力的作用效果与两个力的作用效果相同---- 使橡皮筋伸长至某一位置,从而得到这一个力可以等效为那两个力。在《验证动量守恒定律》实验中等效的运用更是达到了极至。由于小球从相同的高度开始做平抛运动,所以其在空中的飞行时间相同。取飞行时间为单位时间,可以用水平射程来表示水平方向的速度。也就是水平速度由水平射程等效替代。等效法是科学思维的基本方法之一,它是在保持对研究问题具有相同效果的前提下,通过对物理模型或过程的变换,将复杂的实际问题转化为简单的理想问题来研究的思维方法。如果教师在教学时能引导学生在形成物理概念、解答物理习题过程中运用等效法,使学生明确在分析和解答物理问题时,一般需要将生活语言转化为物理语言,精炼成数学语言;需要将复杂的问题通过等效法,提炼, 简化,找出问题的本质,学生就会在学习中逐渐尝试用等效法开创性地解决问题。等效思维具有一定的灵活性和技巧性,必须在认真分析物理特征的基础上,进行合适的等效变换,才能获得简捷的求解方法。
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