2024年中考物理解题方法复习讲义----等效法.docxVIP

等效法

解题方法

1.方法介绍

等效是指不同的物理现象、模型、过程等在物理意义、作用效果或物理规律方面是相同的，它们之间可以相互替代，而结论不变。等效法是面对一个较为复杂的问题，提出一个简单的方案或设想，使它们的效果完全相同，从而将问题化难为易，求得答案的方法，也叫等效替代法。

例如，在研究力的合成中，把若干个共同作用的分力的效果等同于一个合力的效果。在研究电路时，如果把若干个电阻连接起来与一个电阻单独作用的效果相同，那么这样连接的若干个电阻与这个电阻就是等效的。在研究平面镜成像时，用一只未点燃的蜡烛等效替代了点燃蜡烛的像。再如，我们常把电流表等效为导线，电压表等效为断路，等等。

2.实例分析

某中学一个初二年级同学在探究同一直线二力合成的实验中，把一根轻质弹簧的一端固定在O点，另一端用尼龙细线固定在弹簧秤的挂钩上，每次实验时，他们都将弹簧由A拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图8-1中(a)、(b)、(c)所示，请仔细观察图中的装置、操作及现象，然后归纳得出结论。

(1)比较图中(a)与(b)或(a)与(c)可知,此探究实验采用的科学方法是。

(2)分析比较图中(a)与(c)拉力的方向及弹簧的示数可得出的结论是。

分析

(1)实验是通过弹簧相同的形变来显示拉力相同，利用图(a)中测力计的示数来代换图(b)、(c)中两个力的合力。这种方法叫等效替代法。

(2)将两次实验结合起来分析，图(c)中两个力的合力与图(a)中的力大小相等，都为4N。图(c)中的两个力分别为1N和5N，从数量关系上分析，两个力的合力等于这两个分力的大小之差，且方向与较大的那个力的方向相同。

答案

(1)等效替代法；(2)在同一直线上，方向相反的两个力的合力大小等于两力大小之差，合力的方向跟较大的力的方向相同。

典例精讲

例题1

在研究串联电路，引出“总电阻”概念时，所运用的科学研究方法是()。

A.控制变量法B.理想模型法C.类比法D.等效替代法

思路提示

本题主要考查学生对物理方法——等效替代法的了解和掌握。

例题2

请对以下四个研究活动按所用的科学方法进行分类。

(1)在研究力的作用效果时，引出“合力”概念；

(2)在研究光的传播时，引出“光线”概念；

(3)在研究串联电路时，引出“总电阻”概念；

(4)研究磁场时，引出“磁感线”概念。

其中，用的是等效替代法，用的是理想化模型法。

思路提示

首先要回忆基本的物理研究方法及其本质特征，然后进行判断。“等效替代法”是在保证效果相同的前提下，将陌生的、复杂的、难处理的问题转换成等效的、容易的、易处理的问题的一种方法。“理想模型法”是把研究对象所具有的特征理想化，也就是它强调了研究对象某方面的或主要的特征，而有意识地忽略研究对象其他方面的或次要的特征。

例题3

测量地图上一段铁路线的长度，应该选用的一组器材是()。

A.刻度尺B.刻度尺和三角板C.细线和刻度尺D.量角器和刻度尺

思路提示

在实际测量中，有些长度并非直线，如地图上铁路或河流的长度、圆柱体的周长等，无法直接测量，可以借助易弯曲但弹性不大的细线，与被测物体紧密接触，然后量出细线的长度即可，此种方法被称为“变曲为直法”。

例题4

数学小组的同学为弄清一个不规则物体的体积，先给一个长6cm，宽4cm，高5cm的长方体容器中装了一些水，然后将此物体沉没在水中，通过测量，水面比原来高了2.5cm，请求出这个物体的体积是多少?

思路提示

物体的形状是不规则的，所以不能用数学的体积公式计算体积。当物体沉没在水中时，物体的体积可以用水面升高的水的体积等效替换。

例题5

水槽中浮有一只装有铁块的小船，如