淺談高中物理教學(xué)中“化曲為直”思想的應(yīng)用

方建偉

【摘 要】 在高中物理教學(xué)的過(guò)程中，化曲為直相對(duì)比較常見(jiàn)，是教學(xué)過(guò)程中的一種重要方法。在進(jìn)行物理問(wèn)題解決的過(guò)程中，采用靈活發(fā)散性的思維，將“化曲為直”思想進(jìn)行合理利用，進(jìn)而將復(fù)雜的物理問(wèn)題變得簡(jiǎn)單。本文將針對(duì)“化曲為直”的特點(diǎn)進(jìn)行具體的分析，并對(duì)其具體的應(yīng)用進(jìn)行討論，從而幫助學(xué)生運(yùn)用“化曲為直”這一思想，更好地學(xué)習(xí)高中物理。

【關(guān)鍵詞】 高中物理? 化曲為直? 物理模型

一、前言

在進(jìn)行物理問(wèn)題分析的過(guò)程中，采用直接的方法對(duì)其進(jìn)行分析相對(duì)比較麻煩，將會(huì)使得工作量非常的大，使得工作的處理過(guò)程變得十分的復(fù)雜，有的甚至無(wú)法下手。如果在進(jìn)行物理問(wèn)題解決的過(guò)程中采用“化曲為直”的思想，將不同的非線性特征的物理問(wèn)題進(jìn)行分析，找到物理量之間存在的關(guān)系，通過(guò)幾個(gè)固定的物理量對(duì)其進(jìn)行表達(dá)，從而更好地進(jìn)行置換運(yùn)算，將原本的曲線問(wèn)題變得非常的簡(jiǎn)單，且使得學(xué)生容易理解，從而更好地解決相應(yīng)的物理問(wèn)題。

二、“化曲為直”思想在物理教學(xué)中的應(yīng)用

（一）搭建曲線運(yùn)動(dòng)物理模型

“化曲為直”的思想可以將曲線進(jìn)行分解與組合，這種方法可以將復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行簡(jiǎn)單化。在教師進(jìn)行曲線教學(xué)之前，學(xué)生對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)的相關(guān)規(guī)律以及問(wèn)題的解決上面已經(jīng)形成了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。在將曲線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解的過(guò)程中，可以劃分為多個(gè)相互之間不存在影響的直線運(yùn)動(dòng)，這樣可以使得學(xué)生在原本學(xué)習(xí)基礎(chǔ)之上，將曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行解決。

比如在高125米的地方上有一個(gè)水平排除的小球，其初速度是10m/s，忽略空氣阻力，其重力加速度為10m/S^2，求這一個(gè)小球落地時(shí)候的速度。在對(duì)題目進(jìn)行分析之后可以了解到平拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，將曲線運(yùn)動(dòng)分解為水平勻速與豎直方向上的勻加速運(yùn)動(dòng)，將“化曲為直”的思想進(jìn)行運(yùn)用，可以了解到水平速度是10m/S，假設(shè)小球落地的時(shí)間是t，那么利用h=1/2gt2，V2=2gt可以得到小球的落地時(shí)間是5S，求得豎直方向上面的速度是50m/s，將水平速度與垂直速度進(jìn)行合成，則得到其速度為50.99m/s。

（二）搭建變力做物理模型

比如，有一個(gè)半徑為1米的轉(zhuǎn)盤(pán)，其邊緣處的力為10N，這一個(gè)力的大小一直維持為10N，且其方向一直與圓盤(pán)的邊緣相切，求在圓盤(pán)轉(zhuǎn)半周的時(shí)間內(nèi)，這個(gè)力所做的功。

對(duì)其進(jìn)行分析之后可以發(fā)現(xiàn)，這一個(gè)力F一直與作用點(diǎn)的切線方向相同，在這樣的情況之下可以將圓周劃分為多個(gè)小段，當(dāng)每一個(gè)小弧足夠小的時(shí)候，就可以采用“化曲為直”的方法，將這一小段弧長(zhǎng)當(dāng)成是直線，所以W=F（△S1+△S2+···+△Si）=ΠFR=10ΠJ。

（三）搭建切割磁感線物理模型

有一個(gè)環(huán)形半導(dǎo)體MN，其半徑為R，圓周度數(shù)共300°，在這一個(gè)半導(dǎo)體放到磁場(chǎng)當(dāng)中，如果運(yùn)動(dòng)的的方向與MN垂直的時(shí)候，其初始速度為v，求MN兩端的電動(dòng)勢(shì)。

在對(duì)其進(jìn)行分析的而過(guò)程中，利用其電動(dòng)勢(shì)的公司E=BLv，L是導(dǎo)體的長(zhǎng)度，在遇到切割線的時(shí)候需要采用“化曲為直”的思想，將曲線分割成無(wú)數(shù)的小段R，從而可以求出求出MN兩端的電動(dòng)勢(shì)的大小E=BRv。

三、“化曲為直”思想在處理圖像問(wèn)題中的應(yīng)用措施

在進(jìn)行高中物理教學(xué)的過(guò)程中，有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是比較復(fù)雜的，比如有的存在反比例的關(guān)系等等，如果直接次啊用物理量作為做表進(jìn)行計(jì)算，一般情況之下得出來(lái)的圖像都是曲線，這樣很難通過(guò)圖像找到兩者之間存在的關(guān)系。在這種情況下應(yīng)該利用“化曲為直”的思想，將其相應(yīng)的物理量進(jìn)行轉(zhuǎn)化，改變存在的物理指數(shù)，重新就兩者之間的關(guān)系進(jìn)行尋找，就可以得出相應(yīng)的結(jié)論了。

（一）加速度與質(zhì)量關(guān)系實(shí)驗(yàn)

在對(duì)加速度與質(zhì)量的關(guān)系進(jìn)行研究的時(shí)候，需要將其合外力進(jìn)行控制，報(bào)紙合外力不變。根據(jù)公式F=ma可知a∝1/m，也就是a與m兩者之間存在的關(guān)系為曲線。為了更加方便地進(jìn)行求解，需要將m與a的值進(jìn)行測(cè)量，對(duì)橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)進(jìn)行確定，進(jìn)而組合成一條直線。這樣情況之下就可以將合外力進(jìn)行求解，且最終的結(jié)果將會(huì)十分的簡(jiǎn)便與直觀，也更加方便學(xué)生進(jìn)行了解，提高學(xué)生的理解能力。

（二）單擺周期與擺長(zhǎng)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)

在單擺進(jìn)行加速度的測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，可以發(fā)展對(duì)于不同擺長(zhǎng)的周期測(cè)量也是存在差異的，在計(jì)算過(guò)程中可以把數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，做出圖像，并將單擺周期與擺長(zhǎng)之間的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。但是在實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)兩者之間是一條取消，對(duì)于兩者關(guān)系很難進(jìn)行計(jì)算，可以將曲線當(dāng)成是拋物線，在采用“化曲為直”的思想對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而得到周期與擺長(zhǎng)之間的關(guān)系。

四、總結(jié)

通過(guò)近些年高中物理高考題中可以看出，“非線性”的題目已經(jīng)成為了考試的熱點(diǎn)與難點(diǎn)，其被用于考查學(xué)生物理能力、實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)與創(chuàng)新能力的體現(xiàn)，因此對(duì)于此類的題目應(yīng)該引起重視。采用“畫(huà)曲為圓”的方式進(jìn)行物理題目的求解，具有非常好的效果，教師應(yīng)該積極培養(yǎng)學(xué)生的這種思想，積極轉(zhuǎn)換思維，使得物理問(wèn)題得到簡(jiǎn)化，從而將問(wèn)題進(jìn)行解答。

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