“等效替代法”在初中物理实验中的应用
等效替代法在中学物理中的广泛应用
等效思想在中学物理中的广泛应用许昌实验中学蔺世杰2012年3月等效思想在中学物理中的广泛应用许昌实验中学蔺世杰等效替代法是科学研究中常用的思维方法之一,是物理学中处理问题的一个基本方法。
等效替代法就是在保持某种效果(作用效果或运动效果)不变的前提下,用简单的、熟悉的、易于研究的物理模型或物理过程替代原来复杂的、陌生的物理模型或物理过程,使问题的研究和处理过程变得简单、方便。
等效法是物理学中的一个基本方法,在习题教学中经常使用。
某些物理习题在直接求解无法获得正确答案时,需要我们根据学习中熟知的基本物理模型或物理过程的特点和实质,对问题进行等效性替代,从而使问题得到快速解决。
所以,在物理学习和日常训练中,我们要注重等效思想的培养和锻炼。
在应用等效替代法处理问题时一定要把握问题的实质,注意等效条件,不可随意乱套乱用。
正确使用等效替代方法不仅有利于解决习题中的问题,还有利于加深对物理知识和规律的理解和掌握。
在中学物理教学中采用等效替代法进行问题研究的情况随处可见:用有质量的几何点替代研究对象,用几个分力的作用效果替代合力的作用效果,用简单的分运动替代复杂运动在某一方向上的效果,用匀速圆周运动物体的投影替代物体的简谐振动,用新的等效场替代重力场与电场的复合场,用串、并联关系明确的电路替代串、并联关系不明确的电路,用电流的有效值替代复杂多变的交流电的效果,还有对常见的重力场中的等效摆长和等效重力加速度、电场中的等效距离、磁场中的等效长度和等效速度等,也都体现了等效思想在中学物理中的广泛应用。
一、 基本模型的等效在物理学习过程中,经常会遇到几种较为典型的复杂物理模型,如果能够借助熟知的简单物理模型进行等效替代,问题将显得常见而易于解决。
我们常见的、熟知的简单模型如:重力场中的平抛运动、竖直平面内的圆周运动,万有引力场中天体间的绕行、双星模型,简谐运动中的单摆模型,动量中的子弹射木块模型、人船模型等等;如果能熟悉这些模型的特点和实质,可以从这些特点和实质出发,进而对一些复杂的、陌生的物理模型进行等效替代,问题就可迎刃而解,也充分体现等效替代这种能够化繁为简的巧方法的简捷所在。
等效替代法初中物理实验
等效替代法初中物理实验题目:等效替代法初中物理实验——研究电阻的串、并联关系引言:电阻是物理学中的重要概念,是电路中影响电流的因素之一。
我们知道,在电路中,电阻可以进行串联和并联连接,但是它们有什么区别呢?本实验通过等效替代法的方式,探究了电阻的串联和并联关系,并且提供了一种简单可行的实验方法。
实验目的:通过手工搭建电路、测量电流和电压的方法,研究串联和并联连接的电阻之间的关系,理解等效替代法的应用。
实验材料:1. 电源箱2. 电流表和电压表3. 导线4. 3个不同电阻5. 万用表实验步骤:1. 将电源箱的负极和电阻R1的一端连接起来,把电源箱的正极和电阻R3的一端连接起来,将电源箱的正负极和电阻R2的两端连接起来。
这样,我们就搭建了一个串联电路。
2. 将两个电流表分别连接到电阻R1和电阻R3上,并记录下电流值I1和I3。
3. 利用电压表分别测量电阻R1和电阻R3的电压值U1和U3。
4. 计算串联电路中的总电流I、总电压U和总电阻R。
5. 将电源箱的正负极与电阻R1的两端连接起来,将电阻R2和电阻R3的一端分别与电源箱的正负极相连。
这样,我们就搭建了一个并联电路。
6. 将电流表连接到电阻R1上,并记录下电流值I1。
7. 利用电压表分别测量电阻R1、电阻R2和电阻R3的电压值U1、U2和U3。
8. 计算并联电路中的总电流I、总电压U和总电阻R。
实验结果与分析:通过上述实验,我们可以对比串联和并联电路的特点得出以下结论:1. 串联电路中的总电阻等于各个电阻之和,即R = R1 + R2 + R3。
2. 并联电路中的总电阻等于各个电阻倒数之和的倒数,即1/R =1/R1 +1/R2 + 1/R3。
这说明在串联电路中,电阻是相加的关系,而在并联电路中,电阻是相加倒数再取倒数的关系。
这种关系被称为等效替代法。
实验思考:通过此次实验,我们不仅掌握了等效替代法的应用技巧,还深入了解了串联和并联电路的特点。
在日常生活中,电路的串联和并联连接是非常常见的,通过此实验我们可以更好地理解和应用电路的原理。
等效替代法在物理学中的应用
怎么能称出大象的重(其实是质量)
分析: 一把杆秤称不了一头大象,难道就不能称? 把大象肢解成粹块,一块一块的称?这多残忍! 把与大象质量相等的粹块堆一块一块的称,累积
起来,不就是大象的总质量?
一、等效替代法的思想
与用化整为零的Байду номын сангаас法类似,将直接 解决不了的问题,通过变通替代的办法 间接解决而达到效果完全相同的方法叫 等效替代法。
试一试、练一练
2、同学们喜欢玩篮球,晓敏想:篮球 落地后,篮球给了地面多大的力呢?给你一 架台秤,一张白纸,你能测出篮球砸在地上 的力吗?说说你的步骤。
试一试、练一练
3、某校科技小组,假期到离学校不远的 山上采集矿石标本,小明同学发现了一 块质地坚硬,形状怪异的一块石头,是 什么物质呢?小毛同学说,我们来测一 下它的密度,再来查一查密度表,看看 哪种密度更接近它的,不就清楚一些吗? 科技小组带了如下一些东西:几瓶下部 是圆柱体形的矿泉水;小锤;小刀;一 些直径约2mm的尼龙绳。你能用以上器 材加上在野外寻找的材料粗测出该矿石 的密度吗?说说你的想法。
参考答案
步骤:
1、将两矿泉水瓶用小刀修成两相同 的圆柱形容器,将矿石放于一矿泉水瓶 中,将此瓶放在水中,调整矿石的位置 使瓶竖直,在水与瓶的交界处做上一记 号。
2、将矿泉水瓶中的矿石取出,将空 瓶放于水中,向空瓶中加水,直至瓶竖 直时瓶外的水达到记号处。
3、 取另一空瓶装适量的水,在水 面处做一记号A,将矿石放于其中的水 中浸没水面处再做一记号B
备选器材:一次性透明塑料杯若干个,约几 十厘米的细线,小刀,可以任意切割的包装 用于减震的白色泡沫块,硬刻度尺一把,水, 大烧杯一个。
按照自己的活法,快乐的生活,活得像自己就好了,何必在意那么多,勇敢地走自己的路,让别人说去吧。 自己要先看得起自己,别人才会看得起你。 有些话,适合烂在心里,有些痛苦,适合无声无息的忘记。 梯子的梯阶从来不是用来搁脚的,它只是让人们的脚放上一段时间,以便让别一只脚能够再往上登。 你接受比抱怨还要好,对于不可改变的事实,你除了接受以外,没有更好的办法了。 友情,是人生一笔受益匪浅的储蓄。这储蓄,是患难中的倾囊相助,是错误道路上的逆耳忠言,是跌倒时的一把真诚搀扶,是痛苦时抹去泪水 的一缕春风。 为别人鼓掌的人也是在给自己的生命加油。 要知道对好事的称颂过于夸大,也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 当一个人真正觉悟的一刻,他放弃追寻外在世界的财富,而开始追寻他内心世界的真正财富。 意志是一个强壮的盲人,倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
等效替换法在实验中的应用
例 说 等 效 替 换 法 在 物 理 实 验 中 的 应 用等效替换法,顾名思义是指在保证效果相同的情况下,将一些陌生的、复杂的、较难处理的问题用人们熟悉的、简单的、易于处理的问题来替换。
如曹冲称象的做法就是在运用等效替换法,在研究串、并联电路电阻时引入总电阻,在研究物体受几个力时引入合力,也采用了等效替换法。
在中考试题中也不断出现对等效替换法应用的考查。
例1.如图,在桌面上竖立一块玻璃板,把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面,可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像,要想研究玻璃板成像的特点,关键问题是确定像的位置。
仔细想想,实验时具体做法是___________ 。
我们这样确定像的位置,凭借的是视觉效果的相同,因而可以说是采用了___________ 科学方法。
解析:另取一支相同的蜡烛放在玻璃板后面移动,直到看上去它跟玻璃板前面的蜡烛的像完全重合。
采用了等效替换法。
例2.用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值,其中Rx 为待测电阻,R 为电阻箱( 用表示),s 为单刀双掷开关,R 。
为定值电阻.某同学用该电路进行实验,主要步骤有:A .把开关S 接b 点,调节电阻箱,使电流表的示数为I,B .读出电阻箱的示数RC .把开关S 接a 点,读出电流表的示数为ID .根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大(1)上述步骤的合理顺序是___________________ (只需填写序号).(2)步骤A 中电阻箱调节好后示数如图乙所示,则它的示数为________ Ω.若已知R 。
的阻值为1O Ω,则待测电阻的阻值为 Ω.(3)本实验所采用的物理思想方法可称为_______________(选填“控制变量法”或“等效替换法”).解析:从步骤上看,前后两次的电流是不变的,要达到这一效果,则电路中Rx 、 R 。
的阻值应该相等,即Rx 的阻值大小就是R 。
的阻值大小。
这种处理问题的思想就是等效替换。
答案:(1)DCAB (2)47 47 (3) 等效替换法。
初中物理中等效替代法的实验
初中物理中等效替代法的实验
物理学中等效替代法,是一个关于电路元件替换的方法。
在电路中,如果两个电路中元件的特性相同,那么这两个电路是等效的,可以相互替代。
这个方法通常应用于电路的简化以及电路分析中。
试验方法:
材料:电源、电压表、电阻、电容、电感、开关、导线、万用表。
操作步骤:
1、连接一条导线,连接电源的正极和一个电压表。
2、将电阻器、电容器、电感器和开关逐一连接到电路上。
开关起初关闭。
3、开关闭合前后电路的表现进行比较。
4、连通任意两种元件的电路,使它们以一种等效方式连接。
5、将等效的电路与原电路分别进行比较。
6、观察电路对电压、电流、电器等其他参数的影响,详细比对各类元件的替代形式。
结果分析:
通过此实验,了解到在电路分析中进行等效替代的优点。
其一,可以实现电路的简化,减少材料使用;其二,可以更清晰地表示电路的结构,与电路分析的关系,从而更容易找出错误;其三,可以帮助我们更加深入地理解电路中的设计思想和维护要点。
结论:
等效替代法在电路分析和设计中是非常有用和方便的,可以使我们更加准确地判断电路的失效情况,提高电路的可靠性。
在学习物理中,此类实验有助于我们理解电路中元件的特性,进而更好地掌握电路基础知识。
同时,还能训练我们观察和分析问题的能力,增强创新意识和实践能力。
初中物理教学中等效替代法的应用-最新教育资料(可编辑修改word版)
初中物理教学中等效替代法的应用一、等效替代法概念及作用对于等效替代法来说,其作为一种科学的思维方法,指的是从事物间的等同效果出发,通过一定的替换来学习和研究物理现象、过程、规律的一种方法[2]。
在初中物理教学中,通过使用等效替代法可以将复杂的物理现象和过程转化为简单的、等效的问题,使得人们对物理现象更加容易熟悉和理解,便于对物理问题的处理和研究。
将等效替代法融入初中物理问题分析与解决过程中,既有利于疑难复杂的物理现象和问题的简单化,又对于学生运用知识的灵活性、解决问题技能的迁移性等具有积极作用。
在初中物理教学中,逐步培养和发展学生的等效替代思维,可以有效促进学生能够更加明确和深刻的理解物理实质,对于初中物理教学任务和目标的实现具有显著效果。
此外,应用等效替代法还有助于学生综合素质能力的提升以及科学思维方法的培养,对于后期学生各方面的学习奠定了坚实的基础。
二、等效替代法在初中物理教学中的实践应用等效替代法中心思想是保持效果相等,因此在初中物理教学中等效替代法的应用实例较多,下面列举几个应用实例进行说明,具体有:1.在浮力教学中应用初中物理教学关于浮力教学中,以“曹冲称象”为典型案例(如图1所示),这其中就是利用了等效替代法原理。
曹冲之所以采用这种方法对大象进行称重,主要是由于当时称量工具量程不够,因此其利用了等效、化整为零的原理,通过控制住水的密度和船的吃水深度,使用石头替代大象,测量出石头的重量即为大象的体重。
图1 “曹冲称象”示意图2.在平面镜成像中应用在解决平面镜成像问题中,采用等效替代方法[3],将原先的平面使用玻璃板替代(如图2所示),既可获得与平面镜基本相近的成像效果,又可以透过玻璃板同时观察到A蜡烛的成像与B蜡烛。
通过平面镜成像实验,可以比较物和像的大小位置等,巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题。
在平面镜成像中使用等效替代方法的巧妙之处在于利用两个完全相同的蜡烛,探究物与像的大小相同。
等效替代法科学方法物理
等效替代法科学方法物理
等效替代法是指在科学研究中,通过寻找替代的方法或者模型
来解决问题或者进行实验。
在物理学中,等效替代法可以被应用在
多个方面。
首先,在实验设计中,等效替代法可以用于寻找替代实验方法。
例如,如果某个实验需要大量资源或者时间,科学家们可以尝试寻
找等效的实验方法来达到相似的研究效果,但是成本更低或者更高效。
这样可以节约资源并且提高实验的可行性。
其次,在物理模型的建立中,等效替代法可以用于寻找替代的
物理模型来描述同样的现象。
例如,对于复杂的物理系统,有时候
可以使用简化的等效模型来描述其行为,从而使得问题的分析和求
解更加容易。
这种等效替代模型在物理学中是非常常见的。
另外,等效替代法也可以在数据分析和解释中发挥作用。
在物
理实验中获得的数据可能会受到各种误差和干扰,科学家们可以尝
试寻找等效的数据处理方法来减小误差或者提取更有用的信息,从
而得到更可靠的结果。
总的来说,等效替代法在物理学中是一种非常有用的科学方法,它可以帮助科学家们更好地设计实验、建立模型和分析数据,从而
推动物理学领域的研究和发展。
通过应用等效替代法,我们可以更
全面地理解物理现象,提高研究的效率和可靠性。
等效替代法在初中物理实验教学中的实践探究
等效替代法在初中物理实验教学中的实践探究摘要:在初中物理教学过程中,运用了多种研究方法,其中等效替代法是一种较为常见的教学方法。
等效替换法,是指探索物理现象和规律,以使问题更复杂、更直观,或由于实验本身的局限性,或由于实验设备的局限性,不能直接观察、揭示其规律性,常用的等效方法有相似或共同的特点,而不是直观的现象。
采用等效替代法进行初中物理教学,可以使初中生更好地掌握物理知识,提高物理课堂教学质量。
关键词:初中物理;实验教学;等效替代法;应用探究在新课程改革和教学改革的趋势下,初中物理教学也出现了多种教学方法。
在各种教学方法中,等效代换法也是一种比较重要的教学方法,它可以使许多物理问题变得更加直观、简单,降低学习难度。
因此,在初中物理教学中应采用等效替代法,使初中生更好地掌握物理知识,提高物理课堂教学质量。
一、等效替代法的概念和作用(一)等效替代法的概念等效替代法是指根据事物之间的等效关系,以替代的形式学习和掌握某些物理现象、物理规律和物理规律变化的教学方法。
物理现象总是相对复杂而且难以学习。
因此,初中物理教学中的等效替代法可以使一些物理知识相对直观、简单,便于教师讲解,有利于初中生的学习知识和记忆。
这是一种具有一定科学性的思维方法。
(二)等效替代法的作用等效替代法的教学功能不可低估,它可以有效地降低物理知识的学习难度,提高课堂教学效率,提高初中生理解和分析物理知识的能力。
透过比较复杂的物理现象,让初级中学认识物理问题的实质,加深对物理知识本质的认识,并促进教学目标的实现。
不仅如此,它还具有相应的力量促进初中生科学思维意识的形成,可以帮助初中生提高综合分析能力,为学习物理知识打下相关的思维基础。
二、初中物理实验教学等效替代法的应用实验教学是初中物理教学的重要内容。
没有实验教学,很难谈论物理教学。
物理实验教学是解决许多物理现象相对复杂性的重要途径。
许多物理现象只有通过实验教学才能有效地解决。
初级中学学生只能通过实验教学解决一些物理现象或问题的奥秘。
等效替代法在初中物理中的应用
等效替代法在初中物理中的应用
徐桂芳
【期刊名称】《科学大众:科学中考》
【年(卷),期】2022()9
【摘要】等效替代法是指在研究某一个物理现象和规律的过程中,因实验本身的特殊限制或因实验器材等限制,不可以或很难直接揭示物理现象本质,而采取与之相似
或有共同特征的等效现象来替代的方法.初中物理教学中常用等效替代法解决教材
中的一些难题,能促进课堂中的“结论”教学向“过程”教学的转变,有利于培养学
生的探究精神和创新思维能力,提高学生的科学素养.中考物理主要考查平面镜成像、测未知电阻和测物质密度等实验中等效替代法的应用.
【总页数】3页(P11-13)
【作者】徐桂芳
【作者单位】不详
【正文语种】中文
【中图分类】G63
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验复习课为例4.例谈等效替代法在初中物理中的运用5.等效替代法在初中物理解
题中的应用
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等效替代法在初中物理中的应用
等效替代法在初中物理中的应用摘要:物理学是一门重视规律探索和实验操作的课程,教师应用等效替代法进行教学,可以让学生对物理规律和物理实验有更清晰的认识,使学生对物理学习的兴趣提升。
本文深入分析了等效替代法的含义及其在初中物理教学中的作用和具体应用策略,以期对初中物理教学方法的改进有积极意义。
关键词:等效替代法;密度测量;初中物理;引言:教师在进行初中物理的教学时应该重视对学生进行方法的指导,使学生不仅学习到知识,还能够了解物理规律,可以独立进行物理实验,从而提升其学习的高度。
在物理学习中,教师应重视探索知识的过程,创新教学方法,改进教学策略,利用等效替代法可以激发学生的潜在能力,从而为学生学习物理奠定坚实的基础。
一、等效替代法的含义等效替代法就是寻找事物之间的等同效果通过替代对物理知识、现象和规律进行分析与学习,将较为复杂的物理知识和实验步骤转化为易于学生理解的、简单的物理现象[1]。
在进行物理教学的时候,教师应用等效替代法对物理过程进行讲解,可以使物理题的分析更加简单,并且可以灵活运用物理知识,实现知识的迁移,促进学生学习能力的提升。
在物理教学中应用等效替代法,可以激发学生的思维,使学生能够更容易理解所学的物理知识,让学生在学习中获得事半功倍的效果。
二、等效替代法在物理教学中的作用(一)深化对知识的认识在应用等效替代法进行初中物理的教学时,教师需要带领学生对相关物理知识和物理现象的本质进行分析,找到其最本质的特点,然后分析物理现象产生的关键,从而对物理现象进行解剖。
在学习的过程中,通过等效替代,可以让学生了解到各种物理知识和物理现象的本质,从而使学生对物理问题有更加透彻的认识,避免其在学习的过程中走弯路。
利用等效替代法教学,有利于教师实现教学目的,从而完成教学目标。
(二)指导实验更好地完成物理学需要进行大量的实验,物理知识和物理规律也都是在实验的基础上得到的,而实验中又存在很多科学方法。
物理实验需要在一定的目的下有计划的进行,等效替代法的应用于物理实验中,可以对物理实验的进行起到指导的作用,并且可以对实验的现象进行解释,对实验出现的误差进行分析,从而使实验的结果更加科学。
等效替代法是物理学中常用的一种方法
等效替代法是物理学中常用的一种方法等效替代法是一种物理学中常用的分析方法,用于简化复杂的物理系统。
它基于一个基本的假设:如果两个物理系统在某一特定条件下的行为是相同的,那么这两个系统可以被视为等效的,其相互作用可以用一个简化的模型来代替。
等效替代法在物理学研究中至关重要,因为它可以帮助我们简化研究问题,降低难度并找到更容易解决的解析表达式。
通过等效替代法,我们可以将原始系统转化为更简单的模型,从而更容易理解和求解。
等效替代法的具体应用有很多,下面我举几个例子来说明:1. 电学中的等效电路:在电学中,等效电路是一种常见的应用等效替代法的方法。
当我们有一个复杂的电路网络时,我们可以通过找到与其行为相同的简化电路来等效替代这个电路。
这样不仅可以简化电路分析的过程,还可以避免繁琐的计算。
2. 热力学中的等效热容:在热力学中,我们知道物体的热容与其质量、材料和温度相关。
当我们需要分析一组物体相互作用的热学行为时,我们可以将其等效替代为一个具有相同热容的单个物体。
这样可以简化热学问题的计算和理解。
3. 力学中的等效质量:在力学中,质量是物体惯性的度量,与物体的质量和形状有关。
当我们需要分析一个复杂的机械系统时,我们可以将其中的物体等效替代为具有相同质量的质点。
这样可以简化物体的运动学分析和动力学计算。
以上只是等效替代法在物理学中的几个应用,实际上在物理学的各个领域中都可以找到等效替代法的应用。
通过等效替代法,我们可以将复杂的物理系统化简为简单的模型,从而更容易进行分析和求解。
总结起来,等效替代法是物理学中一种常用的分析方法,通过寻找与原始系统行为相同的简化模型,将复杂的物理系统转化为简单的模型,从而简化问题的求解过程。
这种方法在物理学研究中具有重要的意义,能够帮助我们更好地理解和解决各种物理问题。
等效替代法是物理学中常用的一种方法
等效替代法是物理学中常用的一种方法引言等效替代法是物理学中常用的一种方法,它通过将一个复杂的系统或物体替代为一个简化的等效系统或物体,来简化问题的分析和求解。
这种方法在各个物理学领域都得到广泛应用,包括力学、热学、电磁学等。
本文将介绍等效替代法的基本原理、应用范围、优缺点以及具体的案例分析。
等效替代法的原理等效替代法的基本思想是将一个复杂的系统或物体替代为一个具有相同或相似性质的简化系统或物体,从而使问题的分析和求解变得更加简单。
在这个过程中,我们通常通过相似性的定义和测量来确定两个系统或物体之间的等效关系。
等效替代法的应用范围等效替代法在物理学的各个领域都有广泛的应用。
在力学中,我们可以将连杆系统等效为刚性杆件,从而简化复杂的力学分析。
在热学中,我们可以将复杂的传热系统等效为一个热容器,简化热平衡和传导问题的求解。
在电磁学中,我们可以将复杂的电路系统等效为一个等效电路,简化电路分析和计算。
等效替代法的优缺点等效替代法的优点在于简化了问题的分析和求解过程,使得复杂的系统或物体可用更简单的方法来研究。
这不仅为物理学研究者提供了便利,也为工程实践带来了便利。
同时,等效替代法还可以通过对等效系统的测试和验证来检验等效性,提高了方法的可靠性。
然而,等效替代法也有一些局限性。
首先,等效替代法只能在特定的条件下适用,对于一些复杂、非线性或非定态系统,等效替代法可能不适用。
其次,等效替代法通常是一种近似方法,存在误差,因此在应用时需要谨慎选择等效关系和进行误差估计。
案例分析:等效电路作为等效替代法的一个典型案例,我们来看看在电路分析中如何使用等效电路简化计算。
假设我们有一个复杂的电路系统,包含多个电源、电阻和电容。
为了简化计算,我们可以将整个电路系统等效为一个等效电路,以简化对电流、电压等的计算。
等效电路的设计需要满足以下条件:1. 等效电路与原电路在某种意义下有相同的电流和电压分布;2. 等效电路与原电路在某种指标下有相似的性能;通过这种替代,我们可以用一个简化的电路来代表原来的复杂电路,并通过简化电路进行计算,从而得到更加简洁和高效的结果。
初中物理等效替代法例子
初中物理等效替代法例子
物理的等效替代法能帮助学生有效地理解物理过程。
本文将介绍一个物理等效替代法的例子,来说明等效替代法的重要性。
以下为一个物理等效替代法的例子:一个物理过程可能涉及到某物在重力场中的运动。
我
们可以将重力场看作是一个由弹簧反应生成的恒定加速度,为这个物理过程提供匀加速运动,以代替复杂的重力场。
我们也可以将相反作用力看作是由弹簧反应产生的反应力,例如,当某物碰到另一物体时会有反弹力,可以用弹簧力来模拟反应力。
等效替代法的作用有三个方面:首先,它可以使物理过程更容易理解。
而且,等效替代法
也可以使物理过程更具备可视性,从而更容易理解。
最后,等效替代法可以帮助人们对更
多复杂的物理过程进行模拟,使它们更容易理解和应用。
由以上分析可知,物理等效替代法非常重要,它可以使物理过程更容易理解和更具可视性,也可以帮助人们对更多复杂的物理过程进行模拟,从而更好地掌握物理知识。
等效替代法在初中物理实验中的应用 2019年教育文档
“等效替代法”在初中物理实验中的应用“等效替代法”是以效果相同为出发点,对所研究的对象提出一些方案和设想进行一种等效处理的方法。
这种方法具有启迪思考、扩大视野、触类旁通的作用,是物理学研究问题常用的方法,常用于将复杂的问题简单化。
例如:对物体进行受力分析时的“合力”、研究串、并联电路的“等效电阻”等。
在初中物理实验中,等效替代法常用于一些缺少实验器材的物理实验中。
没有实验器材测定的物理量,可以由已知的物理量和已有的实验器材用公式或定律通过计算、实验得到来替代它,替代的条件是效果必须相同。
一、测定固体和液体的密度“用天平和量筒测固体和液体的密度”是初中物理的重要学生实验,其原理是:用天平测出固体和液体的质量,用量筒测出固体和液体的体积 V,根据密度的定义:ρ=mV计算出固体和液体的密度。
天平和量筒是实验中重要的测量工具。
1、不用量筒,只用天平等器材测定液体的密度。
用天平可以测定液体的质量,没有量筒我们无法直接测定出液体的体积,只有用另一种已知密度的液体替代它,替代的条件是等效,即体积相等。
通常我们用同一个容器分别装满不同的液体来实现体积相等。
实验步骤:①取一个空瓶,用天平测得其质量为 m0m1②将瓶中装满水,用天平测得其质量为③将瓶中的水倒干净,再装满待测液体,用天平测得其质量为m2 则,待测液体的密度ρ液=m2-m0m1-m0 ?ρ水解法:由实验步骤可知水的质量m水=m1-m0液体的质量m液 =m2-m0水的体积V水=m水ρ水=m1-m0ρ水=V液待测液体的密度ρ液 =m液 V液 =m2-m0 m1-m0 ?ρ水2、不用量筒,只用天平等器材测定固体的密度。
要用体积相等的物体来替换,通常采用“排水法”。
(如下图所示)实验步骤:①将烧杯中盛满水,用天平测得水和烧杯的总质量为m0②将物体浸没在水中,用天平测得剩余的水和烧杯及物体的总质量为m1③将物体从水中取出后,用天平测得剩余的水和烧杯的总其质量为m2则,待测固体的密度ρ固=m1-m2m0-m2?ρ水解法:由实验步骤可知固体的质量m固=m1-m2固体排开水的质量m水=m0-m2排开水的体积V水=m水ρ水=m0-m2 ρ水=V固则,待测固体的密度ρ固=m固V固=m1-m2m0-m2?ρ水3、不用天平,只用量筒等器材测定固体的密度。
等效替代法在初中物理实验教学中的应用初探
探索篇•方出展示等效巻代法在初中杨理卖验教学中的应用初探潘涛(山东省滕州市北辛中学,山东滕州)摘要:在学习初中物理的教学过程中应用了多种研究方法,等效替代法就是较为常见的一种教学方法。
所谓等效替代法,是指探究物理现象和规律时,为了使较复杂的问题简化,变得直观,或者因实验本身的限制,或者因实验器材的限制,不能直接观察、揭示其规律的,常用一个与之相似或有共同特征的、等效的直观的现象来代替的方法。
运用等效替代法从事初中物理学科教学,是值得教师经常运用的方法,以使初中生更好和更多掌握物理学科知识,提升物理课堂教学质量。
关键词:初中物理;实验教学;等效替代法;应用探究在新课改和教改趋势促使下,初中物理教学同样出现了各种教学方法,在各种教学方法当中.等效替代法也是一种较为重要的教学法,它能使许多物理问题变得更加直观和简单.降低学习的难度。
因此,运用等效替代法从事初中物理学科教学,是值得教师经常运用的方法,以使初中生更好和更多地掌握物理学科知识.提升物理课堂教学质量。
一、等效替代法的概念和作用(一)等效替代法的概念等效替代法是指依据事物之间的同等效果,以替换的形式,实现对一些物理现象、物理规律和物理规律变化等方面进行学习和掌握的一种教学法。
物理现象历来相对复杂,学起来具有一定难度,因此,采用等效替代法进行初中物理教学可使有些物理知识变得相对直观和简单.便于教师的讲解,利于初中生的学习识记。
它是一种具有一定科学性的思维方法。
(二)等效替代法的作用不要小觑等效替代法的教学作用,它能有效降低物理知识的学习难度,提升课堂教学效率,提高初中生理解与分析物理知识的能力。
能使初中生透过相对复杂的物理现象理解物理问题的实质,加深对物理知识本质的认识,促进教学目的的达成。
不仅如此,它对促进形成初中生科学思维意识具有相应助力,能帮助初中生提高综合分析能力,为学好物理知识奠定相关思维基础。
二、初中物理实验教学等效替代法的应用实验教学是初中物理教学重要内容。
等效替代法初中物理实验
等效替代法初中物理实验等效替代法是一种常用于物理实验中的方法,通过将实验中的一部分或者整个系统替换为与之等效的其他物体或装置,从而简化实验操作或改变实验条件,以便更好地观察和研究物理现象。
本文将介绍几个常见的等效替代法实验,并探讨其应用和意义。
第一种实验是用等效电路替代复杂电路。
在电路中,有时会遇到复杂的电路结构,难以直接分析和计算。
这时可以使用等效电路将复杂电路简化为一个或几个等效元件,从而简化分析过程。
例如,可以将多个电阻并联或串联后等效为一个等效电阻,或者将电容与电感串联或并联后等效为一个等效电容或等效电感。
通过等效替代,我们可以更方便地计算电路中的电流、电压和功率等参数。
第二种实验是用等效物体替代真实物体。
在研究物体的运动特性时,有时真实物体的质量、形状或摩擦力等因素会对实验结果产生较大的影响。
为了排除这些干扰因素,可以使用等效物体来替代真实物体进行实验。
例如,在研究物体滑动时的摩擦力与斜面角度的关系时,可以用一块等效物体替代真实物体,使其具有相同的质量和形状,但摩擦力较小,从而更好地观察和研究斜面角度对滑动摩擦力的影响。
第三种实验是用等效光学系统替代复杂光学系统。
在光学实验中,有时会遇到复杂的光学系统,例如由多个透镜、反射镜和光源组成的系统。
为了方便观察和研究光学现象,可以使用等效光学系统来替代复杂系统。
例如,在研究物体在凸透镜中成像的规律时,可以用一个等效光学系统来代替真实的凸透镜系统,使之具有相同的成像特性,从而更好地观察和研究物体成像的规律。
通过等效替代法进行物理实验,可以使实验过程更简单、更直观,从而更好地理解和掌握物理原理。
等效替代法的应用范围广泛,不仅可以用于电路实验、力学实验和光学实验,还可以应用于其他物理学科的实验研究中。
在实际应用中,我们可以根据实验目的和条件,选择合适的等效替代方法,从而实现更好的实验效果。
等效替代法是一种常用且有效的物理实验方法。
通过将实验中的一部分或整个系统替换为与之等效的其他物体或装置,可以简化实验操作、改变实验条件,使实验过程更简单、更直观,从而更好地观察和研究物理现象。
初中物理教学中等效替代法的应用
初中物理教学中等效替代法的应用:初中物理教学中等效替代法的应用引言:在初中物理教学过程中,应用了各种教学方法,其中等效替代法是最为重要的,它的使用让物理问题更加简单、直观,从而降低了学习的难度,本文将分析等效替代法的涵义,并介绍其积极的作用与实际应用中的不足,同时阐述等效替代法在初中物理教学中的具体应用.一、等效替代法的涵义及作用1.等效替代法的涵义.等效替代法是指根据事物间的同等效果,通过替换,从而实现对物理现象、规律与变化等方面学习与掌握的一种教学方法.在初中物理教学过程中,存在的现象与过程相对复杂,通过等效转化,将使其更加简单,从而易于讲解与学习.同时,等效替代法也是一种科学的思维方法.2.等效替代法的作用.在初中物理教学中应用等效替代法将降低物理问题的难度,提高学生分析与理解物理的能力,让其通过现象认识问题的实质,让其对物理的实质有更加深刻与明确的认识,从而实现教学的目的.同时替代法的应用将有利于学生科学思维方法的形成,有利于学生综合能力的提升,进而对其日后的学习提供保障.二、初中物理教学中等效替代法的应用1.应用于平面成像.在平面成像教学中应用等效替代法,主要是解决其中存在的难点、出发点与具体的实施等问题,在具体的实验中,对于平面镜的替代可以采用玻璃板,其成像的效果与平面镜基本相同,但玻璃板的成像相对模糊,在试验中准备的物品有:玻璃板、玻璃板支架、白纸、笔、直尺与两根同样的蜡烛.具体的实验步骤为:将白纸铺平,在其上面放置玻璃板,并在玻璃板的两侧各放置一个蜡烛,要求其距离要相等.在试验步骤完成后,让学生观察A、B两个蜡烛的大小与位置,通过玻璃板可以让学生清楚的观察到两个蜡烛的情况,从而实现了对平面镜成像问题的观察与研究,解决了在平面镜中不能对物与像大小进行测量的问题,通过两根相同的蜡烛实现了等效替代,让学生直观的认知到物与像大小的问题.2.应用于长度测量.在长度测量中应用等效替代法,主要是应用于对曲线的测量.在初中物理中,如果要实现对某段铁路的测量,但唯一工具便是直尺,要实现对其测量,则需要采用等效替代法,主要是由于铁路是一条曲线,不能直接用直尺进行测量,因此要将曲线转化为直线,学生可以利用易于弯曲的棉线,将其与铁路完全重合,在测量后,将棉线拉直,再通过直尺测量棉线的长度,从而便可以实现对铁路的测量,即:棉线的长度等于铁路的长度.3.应用于浮力的教学.在浮力教学过程中,最为经典的等效替代法便是曹冲称象的故事,曹冲利用此方法测量出了大象的体重,他方法是:将大象牵到放在水中的船上,并在船舷上刻记号,主要是为了记下大象和船排水的体积;之后,将大象牵下船,在同一艘船上,装置石头,直到船上的石头与大象排水的体积相同为止,再测量石头的重量,石头的体重等于大象的体重.4.应用于电阻测量.在教材中电阻测量的方法为伏安法,但如果器材不足,将不能实现对电阻的测量,因此,需要利用等效替代的方法,从而实现对电阻的测量.图3在图3中,要测量这一电路的电阻,其中电阻箱为R,单刀双掷开关为S,定值电阻为R0,测量的电阻为Rx.根据Rx与R0二者之间的关系,在同样的电源、电压下,如果电流相等,其电阻也相等,因此,在电源电压作为不变量,将自变量R0改变,从而使I相等,根据R=U[]I,U相等,I相等,因此电阻也相等.其具体方法为:根据电路图所示,将实物进行连接,并将电阻箱的阻值调到最大,将开关S分别与a、b 点相连接,在a点时,记录电流表的示数I;在b点,调节电阻箱,将其电流表的示数为I,再记录电阻箱的示数R,此时R的示数等于Rx 的阻值.三、等效替代法的不足在实际教学与应用过程中,等效替代法仍存在不足,当学生对物理定义未能全面理解时,便不能实现等效替代;当审题时对部分条件的忽略,将使其替换存在错误.为了避免应用等效替代法时出现问题,需要教师的教学能力要不断提高,正确处理替代法中的关系与条件,从而促进等效替代法作用的发挥.总结:综上所述,等效替代法在初中物理教学中的应用是必要的,有着一定的积极作用,主要是培养了学生的科学思维能力,提高了其理解、分析、推理与判断等能力,让其通过物理学习,实现了能力的全方面培养.随着科学技术的发展,在物理教学中应用等效替代法,符合素质教育的需求,保证了教学质量,提高了学生的素质.。
等效替代法在初中物理实验教学中的应用
等效替代法在初中物理实验教学中的应用摘要:在新课改素质教育理念之下,初中物理学科教学迎来了新的教学机遇和教学挑战,机遇是对于初中物理教学传统教学方法下所产生教学弊端的良好解决方案,挑战是对于当下初中物理教学所开展教学内容的一种全新颠覆。
在初中物理实验教学中,为了能够有效强化实验教学效果,物理教师可通过等效替代法来开展实验教学,为学生带来更为直观的实验结果和实验过程,帮助学生更好的掌握物理学科抽象化和专业化知识。
关键词:初中物理;实验教学;等效替代法?在新课改素质教育理念之下,初中物理学科同样需要在教学方法和教学理念上出现转变,以此适应素质教育理念下对初中物理教学发展的新要求。
而等效替代法在初中物理实验教学中得以灵活运用,能够更为直观和更为简单的将初中物理实验问题进行巧妙转化,以此降低学生物理学习难度。
所以在初中物理实验教学过程中,通过运用等效替代法,能够帮助初中物理教师更高效、更高水平的开展实验教学,提升物理实验教学效率,增强物理实验教学效果。
一、等效替代法在初中物理实验教学中的作用在初中物理实验教学过程中,由于受到传统应试教育理念的影响,使得物理实验教学过于关注实验结果,而忽略了学生在实验过程中的学习体会,造成学生自身动手实践能力大幅度下降,而且也降低了学生实验兴趣和实验热情。
因此在新课改素质教育理念之下,为了能够重新焕发学生实验热情和实验兴趣,初中物理教师通过运用等效替代法,能够降低物理实验难度,帮助学生在更为直观的实验问题下提升理解水平和理解能力,并能够加深对物理规律内在层次上的认知,以提升学生物理基础认知水平,并帮助学生更好的在物理课堂中开展综合学习,奠定好良好的物理学习基础。
二、等效替代法在初中物理实验教学中的应用1长度测量的等效替代法在初中物理学科教学中,长度测量是组成物理实验教学的重要内容,也是初中生必须经历的一个实验项目。
在传统教学之下初中物理实验安排的长度测量内容无法给学生更多的启发,也难以激发学生对所学内容产生个性化理解。
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“等效替代法”在初中物理实验中的应用
“等效替代法”是以效果相同为出发点,对所研究的对象提出一些方案和设想进行一种等效处理的方法。
这种方法具有启迪思考、扩大视野、触类旁通的作用,是物理学研究问题常用的方法,常用于将复杂的问题简单化。
例如:对物体进行受力分析时的“合力”、研究串、并联电路的“等效电阻”等。
在初中物理实验中,等效替代法常用于一些缺少实验器材的物理实验中。
没有实验器材测定的物理量,可以由已知的物理量和已有的实验器材用公式或定律通过计算、实验得到来替代它,替代的条件是效果必须相同。
一、测定固体和液体的密度
“用天平和量筒测固体和液体的密度”是初中物理的重要学生实验,其原理是:用天平测出固体和液体的质量,用量筒测出固体和液体的体积V,根据密度的定义:ρ=mV计算出固体和液体的密度。
天平和量筒是实验中重要的测量工具。
1、不用量筒,只用天平等器材测定液体的密度。
用天平可以测定液体的质量,没有量筒我们无法直接测定出液体的体积,只有用另一种已知密度的液体替代它,替代的条件是等效,即体积相等。
通常我们用同一个容器分别装满不同的液体来实现体积相等。
实验步骤:①取一个空瓶,用天平测得其质量为m0
②将瓶中装满水,用天平测得其质量为m1
③将瓶中的水倒干净,再装满待测液体,用天平测得其质量为m2
则,待测液体的密度ρ液=m2-m0m1-m0 ·ρ水
解法:由实验步骤可知水的质量m水=m1-m0
液体的质量m液=m2-m0
水的体积V水=m水ρ水=m1-m0ρ水=V液
待测液体的密度ρ液=m液V液=m2-m0 m1-m0 ·ρ水
2、不用量筒,只用天平等器材测定固体的密度。
要用体积相等的物体来替换,通常采用“排水法”。
(如下图所示)
实验步骤:①将烧杯中盛满水,用天平测得水和烧杯的总质量为m0
②将物体浸没在水中,用天平测得剩余的水和烧杯及物体的总质量为m1
③将物体从水中取出后,用天平测得剩余的水和烧杯的总其质量为m2
则,待测固体的密度ρ固=m1-m2m0-m2·ρ水
解法:由实验步骤可知固体的质量m固=m1-m2
固体排开水的质量m水=m0-m2
排开水的体积V水=m水ρ水=m0-m2 ρ水=V固
则,待测固体的密度ρ固=m固V固=m1-m2m0-m2·ρ水
3、不用天平,只用量筒等器材测定固体的密度。
没有天平,我们无法直接测定固体的质量,只能用一种密度已知的物体替代它,替代的条件是质量相等。
通常用水的质量来替代固体的质量。
(如下图所示)
实验步骤:①将量筒中装入适量的水,水面升高到的位置为V0
②将固体放入量筒中使其漂浮在水面上(若要下沉,可以做成船一样的空心体),水面升高到的位置为V1
③将固体压入水中浸没时,水面升高到的位置为V2
则,待测固体的密度ρ固=V1-V0V2-V0·ρ水
解法:由实验步骤可知固体的体积V固=V2-V0
固体排开水的体积V水=V1-V0
由阿基米德原理得:F浮=G水=G固
固体排开水的质量m水=ρ水V水=ρ水·(V1-V0)
则,待测固体的密度ρ固=m固V固=V1-V0V2-V0·ρ水
4、不用天平,只用量筒等器材测定液体的密度。
(密度计的工作原理)
用一种密度已知的物体替代它,替代的条件是质量相等,通常用水的质量来替代液体的质量(挑选一个漂浮体:能漂浮在水和液体的表面上)。
实验步骤:①将烧杯中装满水,放入物体漂浮后,用量筒测出物体排开水的体积为V1
②将烧杯中的水倒干净,再装满待测液体,放入同一物体漂浮后,用量筒测
出物体排开待测液体的体积为V2
则,待测液体的密度ρ液=V1V2·ρ水
解法:由阿基米德原理得:漂浮在水面上F浮=G水=G物
漂浮在液面上F浮=G液=G物
漂浮体排开水的质量等于排开液体的质量:m浮=m水=ρ水·V1
待测液体的密度ρ液=m液V液=V1V2·ρ水
二、测定未知电阻的阻值
“伏安法测电阻”是初中物理学中测电阻的基本方法:用电压表测出电阻两端的电压U,用电流表测出通过电阻的电流I,由公式R=UI可以计算出电阻的阻值大小。
电压表和电流表是实验中的主要测量工具。
1、不用电流表,只用电压表等器材,测出未知电阻的阻值大小。
没有电流表无法直接知道通过未知电阻的电流大小,只有通过已知阻值大小的电阻的替换,替换的条件是通过两个电阻的电流相同,即:两个电阻串联。
(如下图所示)
实验步骤:
①将已知电阻R0、未知电阻Rx、电源、开关用导线连接成一个串联电路。
②将电压表分别并联在已知电阻R0和未知电阻Rx的两端,测出它们两端的电压分别为U0和Ux。
则,未知电阻Rx=UxU0·R0
解法:串联电路中各处的电流都相等:Ix=I0=U0R0
未知电阻Rx=UxIx=UxU0·R0
2、不用电压表,只用电流表等器材,测出未知电阻的阻值大小。
没有电压表无法直接知道电阻两端的电压大小,只有通过已知阻值大小的电阻的替换,替换的条件是两个电阻两端的电压大小相同,即:两个电阻并联。
(如右图所示)
实验步骤:
①将已知电阻R0、未知电阻Rx并联在电路中。
②将电流表分别串联在已知电阻R0和未知电阻Rx的两条支路上,分别测出通过它们的电流为I0和Ix。
则,未知电阻Rx=I0Ix·R0
解法:并联电路中各支路两端的电压都相等,即:Ux=U0=I0R0
未知电阻Rx=UxIx=I0Ix·R0
教师在教学时能引导学生在形成设计思路、解答物理问题过程中运用等效替代法,使学生明确在分析和解答物理问题时,抓住实验仪器中的主要矛盾,通过物理量之间的内在联系,多方面、多角度的分析论证,找到替代实验仪器的巧妙方法,并加以提炼、简化,学生就会在学习中逐渐尝试用“等效替代法”开创性地解决遇到的实际问题。