转换物理情景,拓展思维赵 斌 (湖南省长沙市第六中学 410000) 学习方法是新课程改革中的一个重要课题。如何提高学习方法?转换情景,拓展思维是提高学习方法的有效策略。当我们面对一些情景不太熟悉的问题时,容易慌乱乃至对问题感到无奈,这时,如果能够灵活地转换情景,拓展思维,或许就能收到“柳暗花明”之效。下面概括的是如何灵活地进行情景转换,拓展思维,实现化解难点、顺利求解。一、等效转换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。例 1:如图 1 所示,P 为一块半圆形的薄电阻,先将它按照方式甲连入电路,测得电阻为 R,然后按乙方式连入电路,则其电阻为多大。解析:虽然不可能根据电阻定律来直接计算电阻,但可以用等效替换的方式来求电阻。甲连接方式可看作是两个相同圆电阻并联,乙连接方式可看作两个相同圆电阻串联,因此 A、B 为。二、割补转换对于非常规的研究对象,我们可从改变它们的结构入手,如采用割、挖、填、补、组合等手段重新构建物理模型。例 2:如图 2 所示,铅球 A 的质量为,半径为,另一个质量为的小球 B,两球球心相距。若在铅球内挖一个半径为的球形空腔,空腔的表面与铅球的表面相切,则 A、B 之间的万有引力为多大?解析:A 球是一个非均匀球体,不同常规问题均匀球体间万有引力的求解。设想把空心部分用半径为的铅球填补,使 A 成为一个质量均匀的球体,填补的质量为,则:。根据力的叠加原理,质量为 M 的完整球 A 与 B 球之间的万有引力应等于用心 爱心 专心MmRd图 2AB甲 乙 图 1P半径为 R/2 的小球及空腔球(质量为)与 B 球之间的万有引力的矢量和,因此有: 。三、 过程转换过程转换是物理过程在时间或空间上反演会回复到初始状态时,采用逆向思维实现情景转化的一种思维模式,如“匀减速直线运动可以看成反方向的匀加速直线运动”;“光路可逆”等都是一种过程转换。利用过程转换可以实现“柳暗花明又一村”。例 3:杂技演员用一只手把 1、2、3、4 号小球依次向上抛出,为了使节目能持续表演下去,该演员必须让回到手中的小球每隔一个相等的时间再向上抛出,假如每一个抛出的小球上升的最大高度都是,那么,小球在手中停留的最长时间是多少?1 号小球从抛出开始经多长时间分别与 2 号、3号小球在空...