轉化思想在物理解題中的應用

邊學孫豐富

(臨淄區鳳凰鎮召口中學 山東 淄博 255419)

在解物理題時，如果按照常規思路，往往很難處理或解不出答案.若換一種思路，巧借其他一些“物理量”或“參考點”等作為橋梁進行轉化，則會出現“山重水復疑無路，柳暗花明又一村”的效果.下面舉幾例來說明這種“轉化”思想在物理解題中的重要性.

1 借助一些“物理量”轉化

1.1 借助“重力”轉化

【例1】(2010年湖南湘潭中考試卷)將未裝滿水且密閉的礦泉水瓶，先正立放置在水平桌面上，再倒立放置，如圖1所示.兩次放置時，水對瓶底和瓶蓋的壓強分別為pA和pB，水對瓶底和瓶蓋的壓力分別為FA和FB，則

圖1

A. pA>pB，FA>FB

B. pA

C. pA=pB，FA

D. pAFB

解析: 根據液體的壓強公式p=ρ水gh，可以很容易判斷水對瓶底和瓶蓋的壓強關系為pAG，而倒放時FBFB，答案為選項D.

1.2 借助“摩擦力”轉化

【例2】(2011年四川綿陽中考試卷) 通過探究發現摩擦力的大小與物體間接觸面的大小無關.如圖2(a)所示，兩個完全相同的木塊A和B疊放在水平桌面上，在16N的水平拉力F1作用下，木塊A,B一起向右做勻速直線運動.若將木塊A,B緊靠著前后放在水平桌面上，用水平力F2推木塊A使它們一起也向右做勻速直線運動，如圖2(b)所示，則F2是______N.

圖2

解析: 根據力與運動的關系，物體的運動和力的大小沒有必然的聯系，所以本題直接找不到F1和F2之間的關系.若借助摩擦力，本題則能順利解決.摩擦力的大小跟壓力和接觸面的粗糙程度有關，由于兩種情況下壓力(大小等于木塊A和B的總重力)和接觸面的粗糙程度都相同，所以兩次木塊受的摩擦力大小相等，即f1=f2；又因為兩次木塊A和B都一起勻速運動，所以它們受的摩擦力和拉力(推力)是平衡力，大小相等，即F1=f1，F2=f2，所以F2=F1=16N.

1.3 借助“浮力”轉化

【例3】(2010年浙江義烏中考試卷)在兩個相同的薄壁塑料瓶(質量忽略不計)內分別裝入體積相等、密度分別為ρ甲和 ρ乙的兩種液體后密封，再把它們放入兩個裝有水的容器中，處于如圖3所示狀態．下列判斷正確的是

A.ρ甲>ρ乙B.ρ甲=ρ乙

C.ρ甲<ρ乙D.無法確定

圖3

1.4 借助“電阻”轉化

【例4】(2011年安徽中考試卷)如果加在某定值電阻兩端的電壓從6V升高到10V，通過該電阻的電流變化了0.1A，則該電阻的電功率變化了

A.1．6WB.4.0W

C.0.4WD.3.4W

答案為選項A.

2 借助一些“參考點”轉化

【例5】(2010年新疆烏魯木齊中考試卷)如圖4

圖4

所示，兩個完全相同的量筒里分別盛有質量相同的水和酒精，M，N兩點到量筒底部的距離相等，則這兩點液體的壓強pM和pN的大小關系是

A.pM>pNB.pM

C.pM=pND.無法比較

3 借助一些“狀態”轉化

【例6】在自由轉動的木板上放有兩支蠟燭，一長一短，木板恰好平衡，如圖5所示.現在同時點燃蠟燭，則在燃燒的過程中

A.木板始終平衡B.木板左端下沉

C.木板右端下沉D.木板上下轉動

圖5

解析：若按常規思路，判斷杠桿在燃燒的過程中是否平衡，應先判斷此過程中杠桿左右兩端力與力臂乘積的變化量，分析相當繁瑣.此時可以借助蠟燭燃燒的最終狀態(燃燒完了)快速地解決問題.由于短蠟燭先燃燒完，所以短蠟燭一端的力與力臂的乘積變為零，而長蠟燭此時還沒燃燒完，長蠟燭一端的力與力臂的乘積大于零.由杠桿的平衡條件可知，此時長蠟燭端(即左端)將下沉，答案為選項B.

由上面幾道例題可以看出，在實際解題中如果僅就所求的量去求解，往往不能達到目的，這時就需要開拓思維、轉移目標，通過先求一些看似無關的“物理量”、“參考點”或“狀態”，然后利用它們搭橋轉化到所求問題上.通過轉換研究對象、物理過程、物理狀態、思維角度等，可以將陌生、復雜的問題轉換成熟悉、簡單的問題，達到化繁為簡、化難為易的目的，激發學生的靈感，排除思維上的障礙，順利到達成功的彼岸.