活用转换法 巧解物理题

初中物理中的转换法
初中物理中的转换法是指在研究物理问题时，通过转换研究对象、物理量或物理状态等，将复杂的物理问题简化为更容易处理的简单问题，从而找出物理量之间的关系，得出物理规律的方法。

转换法是一种非常重要的科学研究方法，它在物理学中应用广泛，能够帮助我们更好地理解和探究物理现象的本质。

转换法可以通过多种方式来实现，比如将不可见的物理量转换为可见的物理量，将抽象的物理模型转换为具体的实物模型，将复杂的物理问题转换为简单的数学问题等。

下面举几个例子来说明转换法的应用：
1.测量不可见或不易测量的物理量时，可以通过转换法将其转换为可见或易测量的物理
量。

例如，在测量声音的响度时，可以将振动的音叉放在水中，通过观察水花的大小来衡量声音的响度；在测量磁场强度时，可以将小磁针放在磁场中，通过观察小磁针的偏转程度来衡量磁场强度。

2.在探究物理规律时，可以通过转换法将抽象的物理模型转换为具体的实物模型。

例如，
在探究电流的热效应时，可以将通电导线绕成线圈放在煤油中，通过观察煤油温度的变化来探究电流的热效应；在探究电磁感应现象时，可以将线圈和电流表串联起来，通过观察电流表的指针偏转程度来探究感应电流的存在。

3.在求解复杂的物理问题时，可以通过转换法将复杂的物理问题转换为简单的数学问题。

例如，在求解液体的压强时，可以将液体的压力转换为对固体的压力进行计算；在求解复杂电路中的电流时，可以通过电流表测量各部分的电流再进行计算。

总之，转换法是一种非常重要的科学研究方法，它能够将复杂的物理问题简化为更容易处理的问题。

在初中物理学习中，掌握转换法能够更好地理解物理概念和规律，提高解题能力和科学素养。

用“转化法“巧解物理题在运动学问题解题过程中，当按正常解法求解有困难时可通过转化法变换思维方法，使人产生“柳暗花明又一村“之感。

常用的转化方式有五种：①正逆转化，②数形转化，③参考系转化，④数形转化，⑤图形转化。

通过这五种思维转化，通过这五种思维转化，可以使解题思路上一台阶。

一、正逆转化将匀减速直线运动通过“正逆转化“变为初速为零匀加速直线运动，利用初速度为零的匀加速直线运动学的比例性质可以使问题获得巧解。

例一、如图所示，三块完全相同的木块固定在地板上，一初速度为v的子弹水平射穿长三块木块后速度恰好为零，设木块对子弹的阻力不随子弹的速度的谈及进入木块的深度而变化，求子弹分别通过三木块的时间之比。

二、动静转化选相对运动中的一个物体为参考系，可使运动规律的选择和解题思路发生很大的变化。

例题二、A、B两棒均长为1m，A棒悬于天花板上，B棒与A棒在一条竖直线上，A 棒的下端与B棒的上端之间相距20m，如图所示，某时刻烧断悬挂A棒的绳子，同时将B棒以020/v m s =的初速度竖直上抛。

忽略空气阻力，且210/g m s =,试求：（1）A 、B 两棒出发后何时相遇？（2）A 、B 两棒相遇后，交错而过需要多少时间？解法一：（1）以地面为参考系，设经过时间1t 两棒开始相遇。

A 棒下落的位移： 2112A h gt = ①B 棒上升的位移：201112B h v t gt =- ②A B h h L += ③联立①②③得1020120/L m t s v m s=== 即开始运动1s 后两棒开始相遇。

（2）从抛出到交错而过所用的时间为：20222 1.120/L l mt s v m s+=== 方法二：参考系转化，由于A 、B 两棒均受重力作用，它们间由于重力引起的速度改变相同，它们间只有初速度的不同导致相对运动，故选A 棒为参考系，则B 棒相对A 棒做速三、参考系的转化选取不同的参考同一运动时，物体的运动情况是不同的，但这不影响问题的答案，所以在解决问题时，适当选取坐标系，可以使问题的解答变得容易，但如何选取，应视问题的方便程度和自己的理解能力而定。

2、转换法故事链接 ：佛律基亚(Phrygia)的国王戈耳迪，用乱结把轭系在他原来使用过的马车的辕上，其结牢固难解，神谕凡能解开此结者，便是亚洲之君主。

好几个世纪过去了，没有人能解开这个结。

公元前3世纪时，古希腊罗马的马其顿国王亚历山大大帝(Alexander the Great,公元前356-323),在成为希腊各城邦的霸主后，大举远征东方。

公元前334年，他率领进入小亚细亚，经过佛律基亚时，造访了这座神殿，看到这辆马车。

有人把往年的神谕告诉他，他也无法解开这个结。

为了鼓舞士气，亚历山大拔出利剑一挥，斩断了这个复杂的乱结，并说："我就是这样解开的"。

后来，亚历山大以其雄才大略，东征西讨，先是确立了在全希腊的统治地位，后又灭亡了波斯帝国，他果然建立起了一个西起古希腊、马其顿，东到印度恒河流域，南临尼罗河第一瀑布，北至药杀水的横跨欧、亚两大洲国家，创下了前无古人的辉煌业绩。

这个故事中亚历山大用剑“解”开绳结的方法用的就是转换法。

在研究物理问题时，如果用常规的思路无法达到目的，我们可以换一个角度去考虑问题，这种方法称为转换法。

如求变力做功很困难，可以通过求能量的变化来间接求功。

研究曲线运动时通常研究它的分运动，这些都是转换法，常用的转换法有：研究对象的转换，研究变量的转换，参考系的转换。

下面分别举例说明。

（1） 研究对象的转换[例题1]如图所示，在加速向左运动的车厢中，一人用力向前推车厢（人与车厢始终保持相对静止），则下列说法正确的是（ ）A 、 人对车厢做正功B 、人对车厢做负功C 、 人对车厢不做功D 、无法确定人对车厢是否做功解析：本题中虽然问人对车做功情况，但我们可转变一下研究对象，将人当作研究对象，由于车匀加速向左运动，人和车是一个整体，所以人的加速度方向也向左，所以车对人的合力也向左，根据牛顿第三定律可得，人对车的合力方向向右，运动位移向左，则人对车厢做负功，选项B 正确。

巧用“转换法”解物理题习方法？转换思维的方法和角度是提高学习方法的有效策略。

当我们面对一些不太熟悉的问题时，容易慌乱乃至对问题感到无奈，这时，如果能够灵活地转换思维的方法和角度，或许就能收到“柳暗花明”之效。

下面概括的是如何灵活地运用转换法，实现化解难点、顺利求解。

一、研究对象转换法选择研究对象的一般方法是求什么量就以什么量为核心，选取与此量有直接关系的物体或系统为研究对象，但有些问题这样思考下去困难重重，有时会出现“山重水复”的境地．如果活用转换法，将研究对象转换，问题就会迎刃而解．例１如图１所示，站在汽车上的人用手推车的力为Ｆ，脚对车向后的摩擦力为ｆ，下列说法正确的是：Ａ．当车匀速运动时，Ｆ和ｆ对车做功的代数和为零Ｂ．当车加速运动时，Ｆ和ｆ对车做功的代数和为负功Ｃ．当车减速运动时，Ｆ和ｆ对车做功的代数和为正功Ｄ．不管车做何种运动，Ｆ和ｆ的总功和总功率都为零解析不少学生在做此题时，认为研究对象很显然应选汽车，因为四个选项中都涉及到Ｆ和ｆ对汽车做功问题．但很快走进死胡同，原因是汽车在水平方向共受四个力：牵引力、地面对它的摩擦力、人对它的摩擦力ｆ和人对它的推力Ｆ，因前两个力比较不出大小，故也无法比较出后两者大小，因而也就无法比较二力的功．若转换一下研究对象，则会变难为易．对人进行受力分析，人在水平方向只受两个力：车对人向后的作用力Ｆ′，车对人向前的摩擦力ｆ′，这两个力恰好是Ｆ、ｆ的反作用力．根据人和汽车的运动状态，即可确定出Ｆ、ｆ的大小；当车匀速运动，人也匀速，Ｆ′＝ｆ′，Ｆ＝ｆ，又因二者的位移相等，故Ｆ做的正功等于ｆ做的负功，选项Ａ正确；当车加速时，人也加速，有Ｆ′＜ｆ′，Ｆ＜ｆ，故ｆ做的负功大于Ｆ做的正功，选项Ｂ正确；同理可得选项Ｃ正确．二、等效转换法当研究对象的规律与某一简单模型在物理意义、作用效果等方面相同或等价时，可以利用它们之间的等效，替换成简化的物理模型。

如常用的等效电路、用分力替代合力等等，实际上就是一种等效转换。

2、转换法故事链接 ：佛律基亚(Phrygia)的国王戈耳迪，用乱结把轭系在他原来使用过的马车的辕上，其结牢固难解，神谕凡能解开此结者，便是亚洲之君主。

好几个世纪过去了，没有人能解开这个结。

公元前3世纪时，古希腊罗马的马其顿国王亚历山大大帝(Alexander the Great,公元前356-323),在成为希腊各城邦的霸主后，大举远征东方。

公元前334年，他率领进入小亚细亚，经过佛律基亚时，造访了这座神殿，看到这辆马车。

有人把往年的神谕告诉他，他也无法解开这个结。

为了鼓舞士气，亚历山大拔出利剑一挥，斩断了这个复杂的乱结，并说："我就是这样解开的"。

后来，亚历山大以其雄才大略，东征西讨，先是确立了在全希腊的统治地位，后又灭亡了波斯帝国，他果然建立起了一个西起古希腊、马其顿，东到印度恒河流域，南临尼罗河第一瀑布，北至药杀水的横跨欧、亚两大洲国家，创下了前无古人的辉煌业绩。

这个故事中亚历山大用剑“解”开绳结的方法用的就是转换法。

在研究物理问题时，如果用常规的思路无法达到目的，我们可以换一个角度去考虑问题，这种方法称为转换法。

如求变力做功很困难，可以通过求能量的变化来间接求功。

研究曲线运动时通常研究它的分运动，这些都是转换法，常用的转换法有：研究对象的转换，研究变量的转换，参考系的转换。

下面分别举例说明。

（1） 研究对象的转换[例题1]如图所示，在加速向左运动的车厢中，一人用力向前推车厢（人与车厢始终保持相对静止），则下列说法正确的是（ ）A 、 人对车厢做正功B 、人对车厢做负功C 、 人对车厢不做功D 、无法确定人对车厢是否做功解析：本题中虽然问人对车做功情况，但我们可转变一下研究对象，将人当作研究对象，由于车匀加速向左运动，人和车是一个整体，所以人的加速度方向也向左，所以车对人的合力也向左，根据牛顿第三定律可得，人对车的合力方向向右，运动位移向左，则人对车厢做负功，选项B 正确。

活用转换法巧解物理题所谓“转换法”是指通过转换研究对象、空间角度、物理规律、物理模型、思维角度、物理过程、物理状态、时间角度等达到化繁为简，化难为易，间接获取问题解决的一种解题方法．这种方法能充分展示解题人的想象设计能力和创造性思维品质，充分体现解题人分析问题的能力，同时达到巧解，进而实现速解之目的．一、转换研究对象选择研究对象的一般方法是求什么量就以什么量为核心，选取与此量有直接关系的物体或系统为研究对象，但有些问题这样思考下去困难重重，有时会出现“山重水复”的境地．如果活用转换法，将研究对象转换，问题就会迎刃而解．例１如图１所示，站在汽车上的人用手推车的力为Ｆ，脚对车向后的摩擦力为ｆ，下列说法正确的是Ａ．当车匀速运动时，Ｆ和ｆ对车做功的代数和为零Ｂ．当车加速运动时，Ｆ和ｆ对车做功的代数和为负功Ｃ．当车减速运动时，Ｆ和ｆ对车做功的代数和为正功Ｄ．不管车做何种运动，Ｆ和ｆ的总功和总功率都为零解析不少学生在做此题时，认为研究对象很显然应选汽车，因为四个选项中都涉及到Ｆ和ｆ对汽车做功问题．但很快走进死胡同，原因是汽车在水平方向共受四个力：牵引力、地面对它的摩擦力、人对它的摩擦力ｆ和人对它的推力Ｆ，因前两个力比较不出大小，故也无法比较出后两者大小，因而也就无法比较二力的功．若转换一下研究对象，则会变难为易．对人进行受力分析，人在水平方向只受两个力：车对人向后的作用力Ｆ′，车对人向前的摩擦力ｆ′，这两个力恰好是Ｆ、ｆ的反作用力．根据人和汽车的运动状态，即可确定出Ｆ、ｆ的大小；当车匀速运动，人也匀速，Ｆ′＝ｆ′，Ｆ＝ｆ，又因二者的位移相等，故Ｆ做的正功等于ｆ做的负功，选项Ａ正确；当车加速时，人也加速，有Ｆ′＜ｆ′，Ｆ＜ｆ，故ｆ做的负功大于Ｆ做的正功，选项Ｂ正确；同理可得选项Ｃ正确．例２如图２所示，电池的内阻可以忽略不计，电压表和可变电阻器Ｒ串联接成通路，如果可变电阻器Ｒ的值减为原来的１／３时，电压表的读数由Ｕ0增加到２Ｕ0，则下列说法中正确的是Ａ．流过可变电阻器Ｒ的电流增大为原来的２倍Ｂ．可变电阻器Ｒ消耗的电功率增加为原来的４倍Ｃ．可变电阻器两端的电压减小为原来的２／３Ｄ．若可变电阻器Ｒ的阻值减小到零，那么电压表的示数变为４Ｕ0解析在做该题时，大多数学生认为研究对象应选可变电阻器，因为四个选项中都问的是有关Ｒ的问题；但Ｒ的电阻、电压、电流均变，判断不出各量的定量变化，从而走入思维的误区．若灵活地转换研究对象，会出现“柳暗花明”的意境；分析电压表，其电阻为定值，当它的读数由Ｕ0增加到２Ｕ0时，通过它的电流一定变为原来的２倍，而Ｒ与电压表串联，故选项Ａ正确．再利用Ｐ＝Ｉ２Ｒ和Ｕ＝ＩＲ，Ｒ消耗的功率Ｐ′＝（２Ｉ）２Ｒ／３＝４Ｐ／３；Ｒ后来两端的电压Ｕ＝２ＩＲ／３，不难看出Ｃ对Ｂ错．又因电池内阻不计，Ｒ与电压表的电压之和为Ｕ总，当Ｒ减小到零时，电压表的示数也为总电压Ｕ总；很轻松地列出Ｕ总＝ＩＲ＋Ｕ0＝２ＩＲ／３＋２Ｕ0，解得Ｕ总＝４Ｕ0，故Ｄ也对．二、转换空间角度转换空间角度主要是指化立体空间图为平面图、化正视图为侧视图、化正视图为俯视图等处理物理问题的方法．灵活地进行这些转换，可以有效地提高解题质量和效率．例３通电长导线中电流Ｉ0的方向如图３所示，边长为２Ｌ的正方形载流线圈ａｂｃｄ中的电流为Ｉ，方向由ａ→ｂ→ｃ→ｄ．线圈的ａｂ边、ｃｄ边以及过ａｄ、ｂｃ边中点的轴线ＯＯ′都与长导线平行．当线圈处于图示的位置时，ａｂ边与直导线间的距离ａ1ａ等于２Ｌ，且ａ1ａ与ａｄ垂直．已知长导线中电流的磁场在ａｂ处的磁感强度为Ｂ1，在ｃｄ处的磁感强度为Ｂ2，则载流线圈处于此位置受到的磁力矩的大小为．解析本题要求磁力矩，关键是求安培力和找力臂．若在原图上找力臂，很难画出，如果将原空间图转换为俯视的平面图（如图４所示），求解就易如反掌．ａｄ、ｂｃ边所受的磁场力和转轴ＯＯ′平行，其力矩为零．ａｂ、ｃｄ边受力的方向如图所示，大小分别为Ｆ1＝Ｂ1Ｉ·２Ｌ，Ｆ2＝Ｂ2Ｉ·２Ｌ，Ｆ1和Ｆ2对转轴ＯＯ′的力臂分别为Ｌ和（／２）Ｌ，则两力对转轴的力矩为Ｍ＝Ｍ1＋Ｍ2＝Ｆ1Ｌ＋Ｆ2（／２）Ｌ，故M＝ＩＬ２（２Ｂ1＋Ｂ2）．三、转换物理规律转换规律是指灵活地选择物理规律，用熟知的规律解决看似超出教学大纲的题目，从而达到了难题易做的目的．例４如图５所示，一半径为ｒ、沿着直径装有一根金属杆的金属圆环，可绕垂直圆环平面通过圆心O的中心轴转动，在圆环边缘的槽内，缠绕着一根足够长的轻质细绳，绳端吊着一个质量为ｍ的物体，圆环的一半处在磁感强度为Ｂ、方向垂直于圆环平面向里的匀强磁场中．已知金属圆环和直杆是由电阻率为ρ、横截面积为Ｓ的硬质导线制成．今将被轻质细绳吊着的物体由静止释放，求圆环转动的最大角速度ωm．解析本题的常规解法为：根据力矩平衡条件，列出圆环匀速转动时的力矩平衡方程，进而求出最大角速度．此种方法不仅繁琐，而且超出了现行的教学大纲范围，因此是不可取的．若换用能量守恒定律，可速解此题．具体步骤如下：对系统应用能量守恒定律，当ω最大时，ｖ最大，ａ＝０，则重力对系统做功的功率ＰG应等于金属环和金属杆中所消耗的电热功率Ｐ电，即有ＰG＝Ｐ电，①当ω最大时，ｖ最大，ｖm＝ωmｒ，ＰG＝ｍｇωmｒ，②Ｐ电＝２／Ｒ．③根据法拉第电磁感应定律得＝Ｂωmｒ２／２．④电路的电阻Ｒ＝２ρｒ／Ｓ＋πｒρ／２Ｓ．⑤由①、②、③、④、⑤方程联立可解得圆环转动的最大角速度ωm＝２ｍｇρ（π＋４）／Ｂ２ｒ２Ｓ．四、转换物理模型近几年高考题出现了联系实际的好题，这类题目体现了学以致用的教学思想，越来越受到高考题的青睐．求解该类题目的关键就是将实际物体的运动向物理模型转换．例５（１９９４年上海高考题）跳绳是一种健身运动．设某运动员的质量是５０ｋｇ，他一分钟跳绳１８０次．假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的２／５，则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是____．（ｇ取１０ｍ／ｓ２）解析把运动员每次跳跃转换成质点做竖直上抛运动模型．每次跳跃总时间Ｔ＝（６０／１８０）ｓ＝（１／３）ｓ，每次腾空的时间ｔ＝（１／３）（１－２／５）＝０.０２ｓ．每次腾空高度ｈ＝（１／２）ｇ（ｔ／２）２＝（１／２）×１０×（０.２／２）２＝０.０５ｍ．每次腾空上升时克服重力做的功Ｗ＝ｍｇｈ＝５０×１０×０.０５＝２５Ｊ．把每次跳跃总时间Ｔ内的触地过程、下落过程舍弃，简化成在Ｔ内就是单一竖直上升克服重力做功的过程，故可解出Ｐ＝Ｗ／Ｔ＝２５／（１／３）＝７５Ｗ．综上所述不难发现，灵活地转换物理模型是一种重要的物理思想方法．学会这种方法，就会使我们在解决物理问题时变得从容自如，巧解速解物理问题，从而提高学习的效率．。

高中物理活用动量速解题近年来，伴随新课改的不断推进，教学愈来愈倾向塑造学生的逻辑思维能力、创新能力、动手实践能力。

因此，相关教师一定要及时转变教学思想，不但要让学生掌握丰富的理论知识，还要让其实现学以致用，将其运用在习题的处理之中，进而为有效解决生活问题奠定良好基础，推动学生实现全面发展。

一、求解物体的动量转变1.例题把质量等于五千克的物体以V0=5m/s的速度在较高的地点抛开，经过t=5s后其速度是Vt，问此物体在这五秒内的动量转变。

（忽略空气阻力，g=10m/s2）2.解答因为物体开始和结束时的速度方向不可获知，因此不能用过△p=p2-p1的方法来解答，然而运用动量定理却能轻松解决这一问题。

物体在运动进程中仅遭受g的作用，所以合力的冲量便是g 的冲量，那么通过动量定理可得：△p=Ic=mgt=5×10×5=250kg?m/s，运动趋势则为竖直朝下。

二、求解变力冲量1.例题桌子上有一个单摆，摆长度L等于一米，球体质量m等于0.6千克，把此球从某一位置静态释放，距离桌面高度等于0.45米，试问球体在释放位置到垂直桌面位置进程中合力冲量大小。

2.解答因为球体在下落进程中合力?儆诒淞Γ?所以不能使用I=FT 去获得合力冲量，然而动量定理明确阐述了动量和冲量转变间的联系，因此可以通过动量知识来解答这一问题。

在释放球体位置时，球本身的动量是0，但在垂直桌面位置时，球体的动量方向和水平方面相一致，并且能算出具体处置，通过机械守恒定律可计算：1/2mv2=mhg，那么，小球速度v=3。

通过动量定理可知，I合=△p=vm=1.8 N?s，方向为水平朝左。

三、剖析物体问题1.例题一架宇宙飞船用1.0×104的速度（v）穿进密度（ρ）为2.0×10-9kg/m3的陨石流内并且维持匀速前进。

若是其垂直运动走向中的最大横截面积（s）等于6平方米，并且判断宇宙飞铲和陨石撞击后均处于飞船上，那么此宇宙飞船遭受的平均阻力是多少。

试论在高中物理解题中转换法的应用
高中物理解题中的转换法是一种解决高中物理题目最常用的方法之一，其优点在于既能简化问题，又能把一个复杂问题变成一系列简单问题，人们可以循序渐进地解决这些简单问题，得出最终的结果。

转换法的原理是，当面对一个物理问题时，要解决问题我们先分析问题，发现不同字母代表的物理实体之间的联系，把这些字母代表的物理实体转化成另一个字母表示的物理实体，以实现问题的解决。

通俗的讲，当面对复杂的物理问题时，我们可以把它拆解，先把它拆解成几个个有关联的简单问题，找出它们之间的关系，再把这些关系凭借转化求出答案。

例如，对于比较复杂的物理问题，可以先把不同字母表示的物理实体转化成一个统一的变量，然后把这个变量再转化成相应的字母以实现题目解决。

高中物理解题中转换法的使用非常有效，而且利用转换法解决问题有两个极大的优势：一是把复杂的问题解决成一系列的解决问题的解决步骤，这在解决问题过程中能够有效提高解答准确性；二是把复杂的问题简化，避免了大量不必要的想法以及单一方法百折不挠的尝试，这有助于五花八门的物理题目深刻理解。

因此，高中物理解题中转换法的应用显得尤为重要，在学习物理过程中转换法可以帮助学生对复杂物理问题进行分解和抽象，建立思维模型，理解物理定律，从而更好地掌握物理的整体知识，从而更好的解答物理题目。