Җ㊀山东㊀霍风莉㊀㊀等效替代法是高中物理解题过程中常用的一种思维方式和解题方法．等效替代法是指在效果相同的前提下,将原本复杂㊁抽象㊁实际的物理过程转变为理想式的㊁简单的㊁易于理解的内容来进行处理,即等效过程,进而使得计算过程得以简化,可强化学生对于物理概念的理解．等效替代法主要可以分为物理模型等效㊁物理过程等效及作用效果等效三个方面,本文就此展开阐述,希望对读者有所帮助．１㊀物理模型等效物理模型等效 指的是利用易于研究㊁易于理解且简单的物理模型来替代原本复杂㊁抽象的物理问题,进而使得物理问题得以简化,同时加深学生对物理概念以及物理规律等知识内容的理解．在物理模型等效中,最为常见的就是将力学中的模型应用到电磁学之中,如人船模型㊁碰撞模型㊁子弹打木块模型㊁卫星模型等．事实上,在学习新的物理知识或者物理理论时,教师也常用物理模型进行讲解,将新问题与已学过的知识内容进行链接,即将新内容与熟知的物理模型进行等效处理．例１㊀如图１所示,其中的R １为定值电阻,R ２为可变电阻,电路中的电源电动势记为E ,r 是电源内阻,则下列说法正确的是()．图１A ．当R ２＝R １＋r 时,R ２有最大功率B ．当R １＝R ２＋r 时,R １有最大功率C ．当R ２最大时,电源的效率最大D ．当R ２＝０时,电源的输出功率最大当电源的内电阻保持不变时,电源的输出功率与外电阻间的关系并非简单地成正比或反比,即不是单调变化的,而是存在一定的极值:当外电阻与内电阻相等时,电源的输出功率最大．因此,在思考 当R ２的阻值为多少时,其消耗的功率最大 时,可以先对电路进行分析,由于除了R ２以外,还存在R １,因此R ２并不是电源的所有外电阻,在思考时,可以将电源与R １视为串联,进而将二者一起等效为一个新电源,如图２所示．此时R ２就相当于等效电源的全部外电阻．图２该等效电源的内阻记为R １＋r ,因此当R ２的阻值与等效电源的内阻相等时,R ２所消耗的功率达到最大值．由于R １是定值电阻,根据P ＝I ２R 可知,当R ２＝０时,电路的总电流最大,此时R １获得最大功率．当R ２最大时,外电阻最大,则路端电压最大,电源效率最大,当R １＋R ２＝r 时,电源的输出功率最大,所以选项A ㊁C 正确．２㊀物理过程等效所谓的 物理过程等效 是指利用一种或几种较为简单的物理过程来代替原有的复杂㊁烦琐的物理思维过程,进而充分简化题目思考过程,即找到一条 思维捷径 ．㊀㊀图３例２㊀如图３所示,在一个竖直放置的平面内摆上一个圆形轨道,将其半径记为R ,其最低点为O ．在最低点O 的附近放置一块小滑块,放置滑块的点记为P,滑块的质量记为m ．求质量为m 的滑块由静止状态运动至最低点O 时所需的最短时间t ．在半径为R 的圆形轨道中,该滑块所做的运动为较为复杂的变速曲线运动,因此利用牛顿运动定律㊁动量定理等方法进行求解都具有一定的难度,且计算过程较为烦琐,经过对质量为m 的滑块的受力情况及运动特征等进行分析,能够发现其运动轨迹与单摆一致．基于此,我们就可以将其等效为单摆的运动．如此,可以按照单摆模型进行运动分析,进而求出滑块由P 点运动至O 点的时间t ,即t ＝１４T ,而T ＝２πR g,代入即可得出,t ＝π２Rg ．３㊀作用效果等效等效替代法中的 作用效果等效 指的是利用一０４种相对简单的作用来代替原本复杂的两种或两种以上的物理运动,进而达到问题简化的效果．例３㊀现将一个圆形轨道竖直放置,已知该圆形轨道光滑且绝缘,其半径记为R ,现在其最低点A 放置一带电小球,带电小球质量为m ．整个空间中都存在匀强电场,该带电小球所受的电场力的大小为３３m g ,方向为水平向右．现在,在该小球上施加一个水平向右的初速度v ０,使得小球能够沿着该圆形轨道向上运动,假设小球在该初速度下能够恰好做完一个完整的圆周运动,求该初速度v ０．带电小球受到重力m g 和电场力E q ,将二者的合力视为等效重力．因此,可以认为该带电小球处于一个等效重力场之中．小球所受等效重力G ᶄ＝(m g )２＋(３３m g )２＝２３３m g ．等效重力加速度g ᶄ＝G ᶄm ＝２３３g ,与竖直方向的夹角为３０ʎ．㊀㊀图４如图４所示,B 点即为该等效重力场中此圆形轨道的最高点．而根据题意可知小球在初速度v ０下刚好进行一个完整的圆周运动．设小球运动到B 点时速度为v B ,则v B ＝gᶄR ．在等效重力场中,利用能量守恒定律可知１２m v ２０＝m g ᶄ(R ＋R c o s θ)＋１２m v ２B ,得出小球的初速度v ０＝２(３＋１)gR ．总而言之,在高中物理解题中,等效替代法作为重要的解题方法之一,通过用简单㊁直观的内容代替原本复杂㊁烦琐的物理内容和过程,能够有效地简化物理题目,达到化繁为简㊁化抽象为形象的目的．学生在解决物理问题时,要对物理问题及相关的物理模型进行不断的比较和分析,进行全面的思考和讨论,充分理解物理过程,在此基础上再利用等效替代法进行解题,使问题更加直观和易于解决,提升学生的解题能力．(作者单位:山东省邹平市黄山中学)Җ㊀安徽㊀孙自停㊀㊀培养学生的核心素养是近几年教学中的重要教学目标,广大教师都在为真正的素质教育贡献自己的智慧,一切教学活动都围绕着学生的全面发展而展开．同样,作为相对公平的人才选拔方式,高考也越来越重视学生能力的考查,意在通过试题最大限度地反映学生的核心素养．目前,高考物理试题中核心素养的考查方式主要依托于生活情境的设置,在学生解决实际问题的过程中检测他们的知识迁移和应用能力．本文将对高考物理试题中基于生活情境的核心素养的考查方式进行简单阐述,并对学生的高中物理知识复习方式提出建议,希望能对师生有所帮助．１㊀基于生活情境的核心素养考查方式必备知识㊁关键能力㊁学科素养㊁核心价值 是高考物理试题的主要考查内容,通过试题考查学生能力的主要方式便是创设生活化的情境,让学生从所给情境中提取有效的物理知识,然后结合所学解答问题,进而反映学生核心素养的培养效果．下面结合２０２０年高考物理全国卷Ⅰ的个别试题进行分析．１ １㊀把物理知识融入生活情境高考物理试题向综合性发展的一个重要表现是把物理知识融入生活情境中,主要考查学生的知识迁移能力．解答此类试题的关键是,学生能对所学物理概念和原理活学活用,掌握知识的本质,了解它们的适用范围,具备较强的信息提取能力．㊀㊀图１例１㊀如图１所示,一同学表演荡秋千．已知秋千的两根绳长均为１０m ,该同学和秋千踏板的总质量约为５０k g．绳的质量忽略不计．当该同学荡到秋千支架的正下方时,速度大小为８m s－１,此时每根绳子平均承受的拉力约为(㊀㊀)．A．２００N㊀㊀㊀B ．４００NC ．６００N㊀D．８００N１４。
