高中物理中的等效变换 浙教版
等效变换的解题方法及其应用
高三物理一轮复习讲义等效变换的解题方法及其应用等效法亦称“等效变换法”，是科学研究中常用的思维方法之一，其实质是在效果相同的情况下，将较为复杂的实际问题变换为简单的熟悉问题，以便突出主要因素，抓住它的本质，找出其中规律。
因此应用等效法时往往是用简单的因素代替较复杂的因素，以使问题得到简化而便于求解。
掌握等效方法及应用，体会物理等效思想的内涵，有助于开阔学生的视野，提高学生解题的灵活性，培养学生的发散思维能力和创新思维能力，为终身的学习、研究和发展奠定基础。
1 物理图形的等效变换例1 一块均匀半圆薄片电阻合金片P，先将它按图1甲方式接在A、B之间，测得它的作是电阻均为R′的两个相同电阻串联，因此C、D两点间的总电阻为R CD=2R′=4R。
例2 点评：本题从效果相同中寻找等效关系，利用分解的方法一分为二，从而快速找到两部分的串并联关系。
2 物理过程的等效变换例2如图2所示，已知回旋加速器中，D形盒内匀强磁场的磁感应强度B=1．5T，盒的半径R=60 cm，两盒间隙d=1．0 cm，盒间电压U=2．0×10４V，今将α粒子从近于间隙中心某点向D形盒内以近似于零的初速度垂直B的方向射入，求粒子在加速器内运行的总时间。
解析：带电粒子在回旋加速器中转第一周，经两次加速，速度为v1，则根据动能定理我们可将各段间隙等效“衔接”起来，展开成一条直线，则粒子在电场中运动就可等效为初速度为零的匀加速直线运动，由公式：t E=，且v0=0，v t=，a=得：t E=，故：t=t B+t E=·（+d）=4．5×10－５×（0．94＋0．01）s=4．3×10-5s。
点评：对于一些间断性的运动，而每一段运动中的特点又是我们常见的运动形式，可以将全过程中的运动形式等效为一个完整的运动，这样就可以达到化繁为简的目的。
3 电源的等效变换例3如图3甲所示，电源电动势为E，内电阻为r，R1、R2、R3、R4为阻值未知的电阻，若a、b两点接理想的电压表时示数为U，接阻值为R的电阻时，通过的电流为I，则接理想当a、b两点间接理想电流表时：由以上三式解得：，所以正确答案为B。
新高考新教材浙江专版2025届物理一轮总复习第8单元等效思想在电场中的应用科学思维新人教版(含答案)
新高考新教材高考物理一轮总复习新人教版：素养练12等效思想在电场中的应用(科学思维)1.(多选)如图所示,用绝缘细线拴一带负电小球,在竖直平面内做圆周运动,匀强电场方向竖直向下。
下列说法正确的是()A.小球可能做匀速圆周运动B.小球运动到最高点a时,线的拉力一定最小C.小球运动到最低点b时,速度一定最大D.小球运动到最高点a时,电势能最小2.(多选)(2023浙江嘉兴高三质检)如图甲所示,一带正电的物块从粗糙程度不清楚的绝缘斜面上O点由静止滑下,途经P、Q两点,所在空间有方向平行于斜面向上的匀强电场,以O点为原点,选斜面底端为重力势能参考平面,作出物块从O至Q过程中的机械能E机随位移x变化的关系如图乙所示,其中O至P过程的图线为曲线,P至Q过程的图线为直线,运动中物块的电荷量不变,则()A.O至P过程中,物块做加速度减小的加速运动B.P至Q过程中,物块做匀加速直线运动C.P至Q过程中,摩擦力对物块做功的功率不变D.O至Q过程中,物块的重力势能与电势能之和不断减小3.(多选)如图甲所示,用轻绳拴着一个质量为m、电荷量为+q的小球在竖直面内绕O点做圆周运动,竖直面内加有竖直向下的匀强电场,不计一切阻力,小球运动到最高点时的动能E k与绳的拉力F间的关系如图乙所示,重力加速度为g,则()A.轻绳的长度为abB.电场强度大小为b-mgqC.小球在最低点时的最小速度为√5amD.小球在最低点和最高点所受绳子的拉力差为6b4.(2023浙江名校联考)如图所示,在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O,用一根长度为L=0.4 m的绝缘细线把质量为m=0.20 kg,带有q=6.0×10-4 C正电荷的金属小球悬挂在O点,小球静止在B点时细线与竖直方向的夹角为θ=37°。
已知A、C两点分别为细线悬挂小球的水平位置和竖直位置,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。
高中物理解题技巧：等效替换法
高中物理中的等效替代法物理学是研究物质运动的最基本、最普遍的规律及物质的构成、物质间相互作用的一门科学。
物理学在长期的发展过程中，形成了一整套思维方法，这些方法不仅对物理学的发展起了重要的作用，而且对其他相关学科的发展以至社会思潮和社会生活也产生了一定的影响。
自然界物质的运动、构成及其相互作用是极其复杂的，但它们之间存在着各种各样的等同性，为了认识复杂的物理事物的规律，我们往往从事物的等同效果出发，将其转化为简单的、易于研究的物理事物，这种方法称为等效替代法。
按等同效果形式的不同，可将其分为模型等效替代、过程等效替代、作用等效替代和本质等效替代等。
一、模型等效替代在物理学研究问题的过程中，我们常常用简单的、易于研究的模型来代替复杂的物理原形，这种方法称为模型等效替代法。
它既包括对各种理想模型的具体应用，也包括利用各种实物模型来模仿、再现原形的某些特征、状态和本质。
这种方法并不是对客观存在的物理对象进行研究，而是借助于对模型的研究，达到认识原形的目的。
用模型来替代原形的方法是通过抽象、概括等思维过程形成的理想模型，如质点、重心、理想气体、点电荷等，都是在一定条件下、一定的精度范围内对实际客体的一种等效替代。
下面以重心为例说明这个问题。
学生对重力似乎很熟悉，以为很简单。
但仔细一想，不那么简单，物体有无数个微小的组成部分，实际上每个部分都要受到微小的重力，这些微小重力的作用点都各不相同。
若是这样来研究重力，复杂得无从下手。
物理学的研究方法，就是设想把无数个微小的重力用一个等效的重力来替代，重心就是这个等效重力的作用点。
当然，随着条件和要求精度的变化，这些模型也要随之变化，从而用更能反映实际客体属性的模型来替代。
模型等效替代的另一种形式是用实物模型来代替实际客体，通过对实物模型的研究来认识其原形的本质属性及其规律性。
在物理教学中，经常制成发电机模型、内燃机模型、电动机模型等来模拟实际发电机、内燃机、电动机的工作过程，从而使学生更好地理解其工作原理。
高中物理总复习 物理学中等效法
物理学中等效法【高考展望】等效的思想方法几乎渗透于整个高中物理教材的各个部分之中。
比如：力的合成就是把几个力等效为一个力；在研究变速直线运动时，引入了平均速度，将变速直线运动等效变换为匀速直线运动处理；在研究抛体运动时，将抛物线运动等效变换为两个直线运动的合成；计算变力所做的功，可以等效变换为计算物体能量的变化量；计算变力的冲量，可以等效变化为计算动量的变化量；在研究气体的性质时，利用等效假设可以把变质量问题转换为恒定质量问题处理；在电路问题计算中，把几个电阻构成的部分电路等效变换为一个电阻；在计算曲线导体切割磁力线产生的感应电动势时，可将曲线导体等效变换为直线导体；在求交流电热量时可将交流电等效为直流电处理等等。
可见等效法是高中物理中处理物理问题的常用方法和重要方法。
【知识升华】所谓“等效法”就是在特定的某种意义上，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熟悉的、容易的、易处理的一种方法。
等效法是常用的科学思维方法，在物理解题中有广泛的应用。
【方法点拨】等效思维的实质是在效果相同的情况下，将较为复杂的实际问题变换为简单的熟悉问题，以便突出主要因素，抓住它的本质，找出其中规律.因此应用等效法时往往是用较简单的因素代替较复杂的因素，以使问题得到简化而便于求解。
在应用等效法解题时，应知道两个事物的等效不是全方位的，只是局部的、特定的、某一方面的等效。
因此在具体的问题中必须明确那一方面等效，这样才能把握住等效的条件和范围。
【典型例题】类型一、力的等效合力与分力具有等效性，关于这一点在力的合成和分解中得到充分的体现。
如果物体受到多个恒力作用时，也能够充分应用等效的观点，把多个恒力等效为一个力，就可以将较复杂的模型转化为较简单的物理模型，然后再去应用我们熟知的规律去列方程，这样将大大降低解题的难度，更有利于对问题的正确解答。
实际上力的等效法与力的平行四边形法则（即合成法）是一样的。
例1、质量为m的物体，受到六个共点力大小分别为F、2F、3F、4F、5F、6F，相互间夹角均为60°，2F的力方向水平向右，5F的力方向水平向左，如图所示。
2018高中物理选修3-2浙江专用 课件：第五章 交变电流 5-2
产生热量需要一定的时间，所以选项 C 错误。 答案 B
4．将定值电阻 R1＝10 Ω、R2＝20 Ω 串联接在正弦交流电路中， 通过电阻 R2 的电流 i 随时间 t 变化的情况如图 4 所示。则( ) A．通过 R1 的电流的有效值是 1.2 A B．R1 两端的电压的有效值是 6 V C．通过 R2 的电流的有效值是 1.2 2 A D．R2 两端的电压的有效值是 6 2 V
(2)电流的有效值 I＝Im2ax＝ 2ERm＋ax r＝1.6 A 所以 0.05 s 内 R 上产生的热量 Q＝I2Rt＝5.76 J (3)平均感应电动势为 E ＝nΔΔΦt ＝72 V
E 平均感应电流为 I ＝R＋r＝1.44 A 所以通过电阻 R 的电荷量为 q＝ I ·t＝0.072 C。 答案 (1)e＝113.04cos 10πt V (2)5.76 J (3)0.072 C
(2)电动机线圈产生感应电动势的最大值为：Em＝nBSω， 解得：ω＝nEBmS＝100×0.43×.6 0.225×0.20 rad/s＝1.8 2 rad/s。 (3)根据 q＝nRΔ＋Φr得从图示位置转过 30 度角时磁通量的变化量为： ΔΦ＝BSsin 30°＝0.4×0.25×0.20×12 Wb＝0.01 Wb， 则有：q＝100×190.8.0＋11 C＝16 C。 答案 (1)0.6 A 3.6 2 V (2)1.8 2 rad/s (3)16 C
• [典 例 精 析] • 【例1】关于正弦式交变电流的周期和频率
，下列说法中正确的是
•( ) • A．交变电流最大值出现两次的时间间隔
等于周期的一半
• B．1 s内交变电流出现最大值的次数等于 频率
• C．交变电流方向变化的频率为交变电流 频率的2倍
2018-2019学年物理浙江专版人教版选修3-2讲义：第五章 第2节 描述交变电流的物理量 Word版含解析
第2节描述交变电流的物理量周期和频率[探新知·基础练]1．周期和频率的物理意义描述交变电流变化快慢的物理量。
2．周期交变电流完成一次周期性变化所需的时间；用T 表示，单位是秒(s)。
3．频率交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数；用f 表示，单位是赫兹(Hz)。
4．ω、T 、f 的关系ω＝＝2πf ，T ＝或f ＝。
2πT 1f 1T5．我国民用交变电流的周期和频率(1)周期：T ＝0.02 s 。
(2)频率：f ＝50 Hz 。
ω＝100π rad/s ，电流方向每秒钟改变100次。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．各国交变电流的周期都是0.02 s 。
( )2．若交变电流是线圈在匀强磁场中匀速转动形成的，则交变电流的周期也是线圈做圆周运动的周期。
( )3．我国提供市电的发电机转子的转速为3 000 r/min 。
( )答案：1.× 2.√ 3.√[释疑难·对点练]1．转速(n )定义：线圈单位时间(1 s 或1 min)转过的圈数，单位是r/s 或r/min 。
2．各物理量之间的关系：f ＝，ω＝＝2πf ，ω＝2πn (n 的单位为r/s)。
1T 2πT3．我国电网中交变电流的周期是0.02 s ，频率是50 Hz 。
但并不是所有国家交流电频率都是50 Hz ，有少数国家交流电频率是60 Hz 的。
[试身手]1．关于交变电流的周期和频率，下列说法中正确的是( )A ．正弦式交变电流最大值连续出现两次的时间间隔等于周期B ．1 s 内交变电流出现最大值的次数等于频率C ．交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍D ．50 Hz 的交变电流，其周期等于0.05 s解析：选C 因为在一个周期的时间内，交变电流会出现正向和负向最大值各一次，但相邻两个峰值的时间间隔为半个周期。
所以选项A 、B 错误；交变电流在一个周期内方向改变两次，即方向变化的频率为交变电流频率的2倍，所以选项C 正确；由T ＝＝ s ＝0.02 1f 150s ，知选项D 错误。
(完整版)高中物理等效法
在高中物理教学中，大多数教师都有这样的感触，学生对一些物理现象、规律的表述常常让人觉得词不达意。
很简单的物理知识、物理情景经学生一表达，就变得让人糊涂。
利用等效法，可解除此矛盾。
等效法是把复杂的物理现象、物理过程转化为简单的物理规律、物理过程来研究和处理的一种重要的科学的思维方法。
这种物理学研究的重要方法，也是解决物理问题的常用方法之一。
在中学物理中，合力与分力、合运动与分运动、平均速度、重心、热功当量、总电阻与分电阻、交流电的平均值、有效值等。
都是根据等效概念引入的。
在教学和学习过程中，若能经此法渗透到对过程的分析中去，不仅可以使我们对物理问题的分析和解答变得简捷，而且对灵活运用知识、促使知识、技能和能力的迁移，都会有很大的帮助。
等效方法，它是通过对问题中的某些因素进行变换或直接利用相似性，移用某一规律进行分析而得到相等效果，利用等效法不仅可以使问题变得简单易解，而且活跃了学生的思维。
本文从五个方面谈谈“等效法”在力学中的应用：⑴力的等效；⑵运动的等效；⑶过程的等效；⑷模型的等效；⑸实验原理的等效。
当然等效的思想是物理学中的重要的思想之一，有关等效的观点在物理学其他领域的应用将在以后的文章中逐渐一一阐明。
一、力的等效合力与分力具有等效性。
关于这一点在力的合成和分解中得到充分的体现。
除此之外，在另一类题目中，如果也能够充分应用等效的观点，将物体所受的多个恒力等效为一个力，就可以将较复杂的模型转化为较简单的物理模型，然后再去应用我们熟知的规律去列方程，这样将大大降低解题的难度，更有利于对问题的正确解答。
例题1：如图所示，质点的质量为2kg，受到六个大小、方向各不相同的共点力的作用处于平衡状态，今撤去其中的3N和4N的两个互相垂直的力，求质点的加速度？解析：本题中各力的方向都没有明确标定，撤去两个力后合力是什么方向一时难于确定。
但从力的作用效果分析，其他（7N、6N、2N、6.2N）四个力的合力F一定与这两个力（3N、4N）的合力F乙平衡，如图所示，也就是说F甲与其他甲（7N、6N、2N、6.2N ）四个力的作用效果相同，而F乙与这两个力（3N、4N）的作用效果相同。
浙江高二高中物理期中考试带答案解析
浙江高二高中物理期中考试班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________一、选择题1.物理学中用到大量的科学方法建立概念，如“理想模型”、“等效替代”、“控制变量”等等，下列选项均用到“等效替代”方法的是:A ．“合力与分力”、“质点”、“电场强度”B ．“质点”、“平均速度”、“点电荷”C ．“点电荷”、“总电阻”、“电场强度”D ．“合力与分力”、“平均速度”、“总电阻”2.一节干电池的电动势为1.5V ，这表示该电池: A ．能将1.5J 的化学能转变成电能B ．接入电路工作时两极间的电压恒定为1.5VC ．它存储的电能比电动势为1.2V 可充电电池存储的电能多D ．将1C 电量的电荷由负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.5J 的功3.在点电荷 Q 形成的电场中有一点A ，当一个－q 的检验电荷从电场的无限远处移到电场中的A 点时，电场力做的功为W ，则检验电荷在A 点的电势能及电场中A 点的电势分别为： A ． B ． C ．D ．4.将标有“110V 、40W”白炽灯L 1和标有“110V 、100W”白炽灯L 2，与一只滑动变阻器（0～300Ω）组合起来接在220V 的线路上，要使L 1、L 2都能正常发光而且最省电，应选择的电路图是5.如图电路中，电源E 的电动势为3.2V ，电阻R 的阻值为30Ω，小灯泡L 的额定电压为3V ，额定功率为4.5W ．当电键S 接位置1时，电压表的读数为3V ，那么当电键S 接到位置2时，小灯泡L 的发光情况是:A ．很暗，甚至不亮B ．正常发光C ．比正常发光略亮D ．有可能先发强光后被烧坏6.某导体置于电场后周围的电场分布情况如图所示，图中虚线表示电场线，实线表示等势面，A 、B 、C 为电场中的三个点。
下列说法错误的是:A ．A 点的电场强度小于B 点的电场强度B．A点的电势高于B点的电势C．将负电荷从A点移到B点，电场力做正功D．将正电荷从A点移到C点，电场力做功为零7.某课外活动小组将锌片和铜片插入一个西红柿中，用电压表测量铜片和锌片间电压为0.30V.然后又将同样的10个西红柿电池串联成电池组(n个相同电池串联时，总电动势为nE，总电阻为nr)，与一个额定电压为1.5V、额定功率为1W的小灯泡相连接，小灯泡不发光，测得小灯泡两端的电压为0.2V.对此现象以下解释正确的是:A．西红柿电池组的电动势大于小灯泡的额定电压，小灯泡已经烧毁B．西红柿电池组不可能提供电能C．西红柿电池组提供的电功率太小D．西红柿电池组的内阻远小于小灯泡的电阻沿8.如图所示，带有等量异种电荷的两块很大的平行金属板M、N水平正对放置，两板间有一带电微粒以速度v直线运动，当微粒运动到P点时，迅速将M板上移一小段距离，则此后微粒的运动情况可能的是:A．沿轨迹①做曲线运动B．方向改变沿轨迹②做直线运动C．方向不变沿轨迹③做直线运动D．沿轨迹④做曲线运动，当把一电量也是q 9.如图所示，一带电量为q的金属球，固定在绝缘的支架上，这时球外P点的电场强度为E的点电荷放在P点时，测得点电荷受到的静电力为f；当把一电量为aq的点电荷放在P点时，测得作用于这点电荷的静电力为F，则在国际单位制中:A．f的数值等于qE0B．F的数值等于afC．a比1小得越多，F的数值越接近af D．a比1小得越多，F的数值越接近aqE010.两个相距很近的等量异号点电荷组成的系统称为电偶极子。
高二物理等效替代法(2019年10月整理)
【例1】在“验证力的平行四边形定
则”实验中, 需要将橡皮条的一端
ห้องสมุดไป่ตู้
固定在水平木板上,另一端系上两
根细绳,细绳的另一端都有绳套,如
图1所示,实验中需用两个弹簧秤分
图1
别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条.某同学认为在
此过程中必须注意以下几项:
A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
实验讲座
等效替代法
一、等效替代法解读 1.等效替代法解读 等效替代法是把复杂的物理现象、物理过程转化为 简单的物理现象、物理过程来研究和处理的一种科 学思想方法,它是物理实验的一种重要方法. 2.操作方法 具体来说,等效替代法在实验中,就是用一个标准的 已知量替代被测量,并调整此标准量,使整个测量系 统恢复到代替前的状态,则被测量等于标准量；或者
另辟蹊径,选用别的实验器材和方法来替代难以测量 的物理量. 3.注意事项 (1)在应用等效替代法时,一定要注意等效性的准确 把握. (2)在进行替代时和未进行替代时要有相同的效果. (3)测量时尽管变得简单实用，但也要注意误差的 减小. 二、等效替代法的应用 1.在“验证力的平行四边形定则”的实验中,利用橡 皮条伸长的长度相同,来保证合力与分力的等效性. 2.在“电阻的测量”实验中,可以利用电阻箱来代替 待测电阻,若效果相同,则电阻箱的阻值即为待测电 阻的阻值.
【例2】实验装置如图2(a)所示，一木块放在水平长 木板上,左侧拴有一细软线,跨过固定在木板边缘的 滑轮与一重物相连.木块右侧与打点计时器的纸带 相连.在重物牵引下,木块在木板上向左运动，重物 落地后，木块继续向左做匀减速运动.图(b)给出了 重物落地后,打点计时器在纸带上打出的一些点,试 根据给出的数据,求木块与木板间的动摩擦因数μ , 要求写出主要的运算过程.结果保留两位有效数字. (打点计时器所用交流电频率为50 Hz，不计纸带与 木块间的拉力.取重力加速度g=10 m/s2)
等效法处理带电物体在电场中的多种运动(学生版)-2024年高考物理答题技巧
等效法处理带电物体在电场中的多种运动一.应用技巧1.“等效重力场”模型解法综述将一个过程或事物变换成另一个规律相同的过程和或事物进行分析和研究就是等效法．中学物理中常见的等效变换有组合等效法(如几个串、并联电阻器的总电阻)；叠加等效法(如矢量的合成与分解)；整体等效法(如将平抛运动等效为一个匀速直线运动和一个自由落体运动)；过程等效法(如将热传递改变物体的内能等效为做功改变物体的内能)“等效重力场”建立方法--概念的全面类比为了方便后续处理方法的迁移，必须首先搞清“等效重力场”中的部分概念与复合之前的相关概念之间关系．具体对应如下：等效重力场重力场、电场叠加而成的复合场等效重力重力、电场力的合力等效重力加速度等效重力与物体质量的比值等效“最低点”物体自由时能处于稳定平衡状态的位置等效“最高点”物体圆周运动时与等效“最低点”关于圆心对称的位置等效重力势能等效重力大小与物体沿等效重力场方向“高度”的乘积2.模型分类1“等效重力场”中的直线运动例：如图所示，在离坡底为L的山坡上的C点树直固定一根直杆，杆高也是L．杆上端A到坡底B之间有一光滑细绳，一个带电量为q、质量为m的物体穿心于绳上，整个系统处在水平向右的匀强电场中，已知细线与竖直方向的夹角θ=30º．若物体从A点由静止开始沿绳无摩擦的滑下，设细绳始终没有发生形变，求物体在细绳上滑行的时间．(g=10m/s2，sin37º=0.6，cos37º=0.8)因细绳始终没有发生形变，故知在垂直绳的方向上没有压力存在，即带电小球受到的重力和电场力的合力方向沿绳的方向．建立“等效重力场”如图所示“等效重力场”的“等效重力加速度”，方向：与竖直方向的夹角30°，大小：g =gcos30°带电小球沿绳做初速度为零，加速度为g 的匀加速运动S AB=2L cos30° ①S AB=12g t2 ②由①②两式解得t=3L g2“等效重力场”中的抛体类运动例：如图所示，在电场强度为E的水平匀强电场中，以初速度为v0竖直向上发射一个质量为m、带电量为+q的带电小球，求小球在运动过程中具有的最小速度．建立等效重力场如图所示，等效重力加速度g设g 与竖直方向的夹角为θ，则g =g cosθ其中arcsinθ=qE （qE）2+（mg）2则小球在“等效重力场”中做斜抛运动v x=v0sinθv y=v0cosθ当小球在y轴方向的速度减小到零，即v y=0时，两者的合速度即为运动过程中的最小速度v min=v x=v0sinθ=v0qE （mg）2+（qE）23“等效重力场”中的单摆类模型例：如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长度L=0.4m的绝缘细绳把质量为m= 0.10kg、带有正电荷的金属小球悬挂在O点，小球静止在B点时细绳与竖直方向的夹角为θ=37º．现将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放：建立“等效重力场”如图所示，“等效重力加速度”g ，方向：与竖直方向的夹角30°，大小：g =gcos37°=1.25g由A、C点分别做绳OB的垂线，交点分别为A'、C'，由动能定理得带电小球从A点运动到C点等效重力做功mg (LOA −LOC)=mg L(cosθ−sinθ)=12mv2C代入数值得v C≈1.4m/s当带电小球摆到B点时，绳上的拉力最大，设该时小球的速度为v B，绳上的拉力为F，则mg （L−L sinθ）=12mv2B ①F−mg =m v2BL ②联立①②两式子得F=2.25N4“等效重力场”中的圆周运动类模型例：如图所示，绝缘光滑轨道AB部分为倾角为30°的斜面，AC部分为竖直平面上半径为R的圆轨道，斜面与圆轨道相切．整个装置处于场强为E、方向水平向右的匀强电场中．现有一质量为m的带正电，电量为q=3mg3E小球，要使小球能安全通过圆轨道，在O点的初速度应为多大？运动特点：小球先在斜面上运动，受重力、电场力、支持力，然后在圆轨道上运动，受到重力、电场力，轨道作用力，且要求能安全通过圆轨道．对应联想：在重力场中，小球先在水平面上运动，重力不作功，后在圆轨道上运动的模型：过山车．等效分析：如图所示，对小球受电场力和重力，将电场力与重力合成视为等效重力mg ，大小mg =(qE)2+(mg)2=23mg3，tgθ=qEmg=33，得θ=30°，于是重效重力方向为垂直斜面向下，得到小球在斜面上运动，等效重力不做功，小球运动可类比为重力场中过山车模型．规律应用：分析重力中过山车运动，要过圆轨道存在一个最高点，在最高点满足重力当好提供向心力，只要过最高点点就能安全通过圆轨道．如果将斜面顺时针转过300，就成了如图3-3所示的过山车模型，最高点应为等效重力方向上直径对应的点B，则B点应满足“重力”当好提供向心力即：mg =mv2B R假设以最小初速度v0运动，小球在斜面上作匀速直线运动，进入圆轨道后只有重力作功，则根据动能定理：−mg 2R=12mv2B−12mv20解得：v0=103gR3二、实战应用(应用技巧解题，提供解析仅供参考)1如图所示，平行板电容器上极板MN与下极板PQ水平放置，一带电液滴从下极板P点射入，恰好沿直线从上极板N点射出。
浙江高三高中物理月考试卷带答案解析
浙江高三高中物理月考试卷班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________一、选择题1.物理学中用到大量的科学研究方法，在建立下列物理概念时，都用到“等效替代”方法的是 （ ） A ．“合力与分力”、“质点”、“电场强度” B ．“质点”、“平均速度”、“点电荷” C ．“点电荷”、“总电阻”、“电场强度” D ．“合力与分力”、“平均速度”、“总电阻”2.如图所示，弹簧秤一端固定在墙壁上，另一端与小木块A 相连，当用力加速抽出长木板B 的过程中，观察到弹簧秤的示数为4.0N ，若匀速抽出木板B ，弹簧秤的示数大小（ ）A ．一定大于4.0NB ．一定等于4.0NC ．一定小于4.0ND ．一定为零3.在如图所示的位移图象和速度图象中，给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是（ ）A ．甲车做曲线运动，乙车做直线运动B ．0～时间内，甲车通过的路程大于乙车通过的路程C ．丁车在时刻领先丙车最远D ．0～时间内．丙、丁两车的平均速度相等4.小球在离地面h 处以初速度v 水平抛出，球从抛出到着地，速度变化量的大小和方向为（ ） A ．，方向竖直向下 B ．，方向斜向下 C ．，方向斜向下 D ．，方向竖直向下5.如图,一根轻弹簧上端固定在O 点,下端拴一个钢球P,球处于静止状态.现对球施加一个方向水平向右的外力F,使球缓慢偏移,在移动中的每一个时刻都可认为钢球处于平衡状态,若外力F 的方向始终水平,移动中弹簧与竖直方向的夹角θ < 90°,且弹簧的伸长量不超过弹性限度,则下图给出的弹簧伸长量x 与cosθ的函数关系图象中,最接近实际的是 ( )6.如图所示，A 、B 两物体的质量分别为m A 、m B ，且m A >m B ，整个系统处于静止状态。
滑轮的质量和一切摩擦均不计，如果绳一端由Q 点缓慢地向左移到P 点，整个系统重新平衡后，物体A 的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ变化情况是（ ）A. 物体A 的高度升高，θ角变大B. 物体A 的高度降低，θ角变小C. 物体A 的高度升高，θ角不变D. 物体A 的高度不变，θ角变小7.一轻质弹簧一端固定在竖直墙壁上，另一自由端位于O 点，现用一滑块将弹簧的自由端（与滑块未拴接）从O 点压缩至A 点后由静止释放，运动到B 点停止，如图所示。
高一物理学习高一物理力的等效和替代
高一物理学习高一物理力的等效和替代
高一物理学习高一物理力的等效和替代
你还在为高中物理学习而苦恼吗?别担心，看了高一物理学习：高一物理力的等效和替代以后你会有很大的收获：高一物理学习：高一物理力的等效和替代
力的图示
1.力的图示是用一根带箭头的线段(定量)表示力的三要素的方法。
2.图示画法：选定标度(同一物体上标度应当统一)，沿力的方向从力的作用点开始按比例画一线段，在线段末端标上箭头。
3.力的示意图：突出方向，不定量。
力的等效/替代
1.如果一个力的作用效果与另外几个力的共同效果作用相同，那么这个力与另外几个力可以相互替代，这个力称为另外几个力的合力，另外几个力称为这个力的分力。
2.根据具体情况进行力的替代，称为力的合成与分解。
求几个力的合力叫力的合成，求一个力的分力叫力的分解。
合力和分力具有等效替代的关系。
3.实验：平行四边形定则：P58
第四节力的合成与分解
力的平行四边形定则
1.力的平行四边形定则：如果用表示两个共点力的线段为邻。
高二物理等效替代法(PPT)5-3
解析 由给出的数据可知,重物落地后，木块在连续 相等的时间T内的位移分别是： x1=7.72 cm,x2=7.21 cm,x3=6.71 cm,x4=6.25 cm, x5=5.76 cm,x6=5.29 cm,x7=4.81 cm,x8=4.31 cm 以a表示加速度,根据匀变速直线运动的规律,有 Δx= 14［(x5-x1)+(x6-x2)+(x7-x3)+(x8-x4)］=4aT2 又知T=0.04 s,解得a=-3.0 m/s2 重物落地后木块只受摩擦力的作用，以m表示木块的 质量,根据牛顿定律,
有-μmg=ma,解得μ=0.30
答案 0.30
返回Biblioteka 种思想、感情、态度等：～关怀｜大家鼓掌～欢迎。②动事物本身显出某种意义或者凭借某种事物显出某种意义：海上红色的灯光～那儿有浅滩或礁石。③ 名显出思想感情的言语、动作或神情：老师很喜欢他的直爽，但脸上并没露出赞许的～。 【表述】动说明；述说：～己见。 【表率】名好榜样：老师要做学 生的～。 【表态】∥动表示态度：这件事，你得表个态，我才好去办。 【表土】名地球表面的一层土壤。农业上指耕种的熟土层。 【表现】①动表示出来： 他的优点～在许多方面。②名表示出来的行为或作风：他在工作中的～很好。③动故意显示自己（含贬义）：此人一贯爱～，好出风头。 【表现主义】世纪 初产生并流行于欧美的一种文学艺术流派，强调表现艺术家的自我感受和主观感情。 【表象】名经过感知的客观事物在脑中再现的形象。 【表演】动①戏剧、 舞蹈、杂技等演出；把情节或技艺表现出来：化装～｜～体操。②做示范性的动作：～新操作法。 【表演唱】名一种带有戏剧性质和舞蹈动作的演唱形式。 【表演赛】名一种以宣传体育运动为目的，对技术、战术进行演示或示范的运动竞赛。 【表扬】动对好人好事公开赞美：～劳动模范｜他在厂里多次受到～。 【表意文字】用符号来表示词或词素的文字，如古埃及文字、楔形文字等。 【表音文字】ī用字母来表示语音的文字。参看页〖拼音文字〗。
高中物理解题方法：等效法技巧及典型例题归纳大全（学习）
高中物理解题方法：等效法技巧及典型例题归纳大全（学习）
Hello，大家好，洪老师今天给大家推荐这个高中物理解题方法之：等效法技巧及典型例题归纳大全！
其实曹冲称象用的方法就是等效法。
这种思维方法的实质，就是在效果相同的前提下，利用等效法将一个陌生复杂的物理问题变换成熟悉简单的理想物理问题，建立研究问题的简化模型来揭示问题的本质特征和规律。
使问题化繁为简，由难变易，从而达到解决问题的目的。
常用的等效法有状态的等效、过程的等效、条件的等效和对象的等效，下面分别举例说明。
高中物理常用解题方法总共有21种，均有一套word版，如需word版的资料来打印，请发送085给洪老师。
不会私信的很简单的方式：点洪老师的头像，然后会看到底下有个“洪粉必看”的菜单按钮，里面会有个内容提示的。
等效法！。
高中物理解题方法专题指导等效法
高中物理解题方法专题指导方法专题二：等效法解题一．方法介绍等效法是科学研究中常用的思维方法之一，它是从事物的等同效果这一基本点出发的，它可以把复杂的物理现象、物理过程转化为较为简单的物理现象、物理过程来进行研究和处理，其目的是通过转换思维活动的作用对象来降低思维活动的难度，它也是物理学研究的一种重要方法．用等效法研究问题时，并非指事物的各个方面效果都相同，而是强调某一方面的效果．因此一定要明确不同事物在什么条件、什么范围、什么方面等效．在中学物理中，我们通常可以把所遇到的等效分为：物理量等效、物理过程等效、物理模型等效等． 二．典例分析1．物理量等效在高中物理中，小到等效劲度系数、合力与分力、合速度与分速度、总电阻与分电阻等；大到等效势能、等效场、矢量的合成与分解等，都涉及到物理量的等效．如果能将物理量等效观点应用到具体问题中去，可以使我们对物理问题的分析和解答变得更为简捷． 例l ．如图所示，ABCD 为表示竖立放在场强为E=104V/m 的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BCD 部分是半径为R 的半圆环，轨道的水平部分与半圆环相切A 为水平轨道的一点，而且.2.0m R AB ==把一质量m=100g 、带电q=10－4C 的小球，放在水平轨道的A 点上面由静止开始被释放后，在轨道的内侧运动。
（g=10m/s 2）求：（1）它到达C 点时的速度是多大？ （2）它到达C 点时对轨道压力是多大？ （3）小球所能获得的最大动能是多少？ 2．物理过程等效对于有些复杂的物理过程，我们可以用一种或几种简单的物理过程来替代，这样能够简化、转换、分解复杂问题，能够更加明确研究对象的物理本质，以利于问题的顺利解决．高中物理中我们经常遇到此类问题，如运动学中的逆向思维、电荷在电场和磁场中的匀速圆周运动、平均值和有效值等．例2．如图所示，在竖直平面内，放置一个半径R 很大的圆形光滑轨道，0为其最低点．在0点附近P 处放一质量为m 的滑块，求由静止开始滑至0点时所需的最短时间．例3．矩形裸导线框长边的长度为2l ，短边的长度为l ，在两个短边上均接有阻值为R 的电阻，其余部分电阻均不计．导线框的位置如图所示，线框内的磁场方向及分布情况如图，大小为0cos 2x B B l π⎛⎫= ⎪⎝⎭．一电阻为R 的光滑导体棒AB 与短边平行且与长边始终接触良好．起初导体棒处于x =0处，从t =0时刻起，导体棒AB 在沿x 方向的外力F 的作用下做速度为v 的匀速运动.试求：（1）导体棒AB 从x =0运动到x =2l 的过程中外力F 随时间t变化的规律；（2）导体棒AB 从x =0运动到x =2l 的过程中整个回路产生的热量． 3．物理模型等效物理模型等效在物理学习中应用十分广泛，特别是力学中的很多模型可以直接应用到电磁学中去，如卫星模型、人船模型、子弹射木块模型、碰撞模型、弹簧振子模型等．实际上，我们在学习新知识时，经常将新的问题与熟知的物理模型进行等效处理．例4．如图所示，R 1、R 2、R 3为定值电阻，但阻值未知，R x 为电阻箱．当R x 为R x1=10 Ω时，通过它的电流I x1=l A ；当R x 为R x2=18 Ω时，通过它的电流I x2=0.6A ．则当I x3=0.l A 时，求电阻R x3．例5．如图所示，倾角为θ=300，宽度L =1 m 的足够长的U 形平行光滑金属导轨固定在磁感应强度B =1 T 、范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面斜向上，用平行于导轨且功率恒为6 w 的牵引力牵引一根质量m =0.2 kg ，电阻R =1 Ω放在导轨上的金属棒ab 由静止沿导轨向上移动，当金属棒ab 移动2.8 m 时获得稳定速度，在此过程中金属棒产生的热量为5.8 J(不计导轨电阻及一切摩擦，g 取10 m ／s 2)，求：(1)金属棒达到的稳定速度是多大?(2)金属棒从静止达到稳定速度所需时间是多少?三．强化训练( ) 1． 如图所示，一面积为S 的单匝矩形线圈处于一个交变的磁场中，磁感应强度的变化规律为t B B ωsin 0=。
专题10 等效替代法(解析版).pdf
与地面间的动摩擦因数都为 μ。用大小为 F 的水平外力推动物块 P,记 R 和 Q 之间相互作用力与 Q 与 P 之
间相互作用力大小之比为 k。下列判断正确的是（ ）
5 A．若 μ≠0,则 k= 6
k1 C．若 μ=0,则 2
k3 B．若 μ≠0 ,则 5
k3 D．若 μ=0,则 5
【解析】物理模型一：将 PQR 作为一个整体, F 6mg 6ma
物理模型二：半圆环受安培力等效于以半圆的两个端点连线的线段受力,这样问题就简单了。
【点评与总结】本题利用极限思维方法将半圆形通电铜线化曲为直,从而有利于问题的解决。用等效法处
理：半圆形铜线的受力与水平直径长的铜导线等效,问题就显得简单明了。
典例 2. (17 年海南卷)．如图,水平地面上有三个靠在一起的物块 P、Q 和 R,质量分别为 m、2m 和 3m,物块
对于 R, N1 3mg 3ma
对于 P, F N 2 mg ma
解得：
N1
1 2
F
N2
5 6
F
2
k N1 3 N2 5
物理模型二：经过推导,物块与地面之间的动摩擦因数相同时,物块之间的相互作用力与动摩擦因数无关,则
可以假定接触面光滑,将 PQR 作为一个整体, F 6ma
对于 R, N1 3ma
在 t t0 0 t0 t1 时刻开始运动,运动过程中两棒均与导轨接触良好。两棒的质量均为 m,电阻均为 R,导轨
的电阻不计。重力加速度大小为 g。
（1）求 AB 棒做匀加速运动的加速度大小； （2）求撤去外力时 CD 棒的速度大小；
7
（3）撤去外力后,CD 棒在 t t2 时刻静止,求此时 AB 棒的速度大小。
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高中物理中的等效变换
天台平桥二中庞杰
摘要：本文简述了等效变换的思维方法,概括了物理中等效变换常见的几种类型,并通过一些具体事例说明了等效变换在问题的分析研究中的应用与意义关键词：等效变换，高中物理
等效变换是物理学中常用的一种思维方法，是指从事物间的等同效果出发来研究物理现象和物理过程的一种思维方式，也是分析和解决物理问题的有效思维方式. 在物理教学中的应用等效变换，，不仅可以使非理想模型变为理想模型，使复杂问题变成简单问题，而且可以使感性认识上升到理性认识，使一般理性认识升华到更深层次，从而便于研究和处理问题。
等效思维是物理学研究中一种有效的思维，运用它能够萌发新的物理概念和产生物理假设，启迪人们创造新的物理理论和作出新的预见。
一、等效变换在高中物理中教学中的作用
在高中物理教学中，等效变换在指导学生学习和运用物理知识上有着重要的作用。
（一）深化认识通过等效变换，能帮助学生透过表面现象看到问题的本质，对所研究的物理实质看得更深、更透。
如高二物理中条形磁铁和环形电流的作用，如把环行电流跟条形磁铁进行等效变换，就能更容易处理它们间的相互作用。
（二）活化思维等效变换可以唤起灵感、构筑出一条别致的思路，从而巧妙地化难为易，对增强学生对物理问题的敏感性、思考物理问题的灵活性和独特性具有积极作用。
（三）指导实验等效变换对物理实验的指导作用，体现在用以解释实验现象、作等效测量和分析实验误差方面。
二、高中物理中常见的等效变换
（一）组合等效法
用一个物体代替组合起来的其他几个物体、或把一个物体分割成许多物体而保持效果不变的方法。
例如，在电路问题中几个电阻串联或并联后的总电阻成为等效电阻；几根弹簧串联或并联组合起来的劲度系数就是等效劲度系数。
（二）运动等效法
用一种或两种运动 代替另一种运动、保持效果不变的方法。
如平抛运动，可等效为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成。
例1 如图所示，一半径为R ，内表面光滑的球面，球心为O ，最低点为A ，现有两个半径可以忽略的小球，一个置于球心O ，另一个置于距A 很近的B 点，两小球同时释放，哪一个球先到达A 点？
有些同学一看到这个题目，凭直觉轻率地判断B 靠A
很近，置于B 点的小球一定先到达A 点。
这种猜测缺乏判断 的依据，是不可靠的。
其实只要对置于B 点的小球进行受力
分析，就会发现它和长为R 的单摆受力完全相同，并且由于
B 点很靠近A 点，相当于单摆的摆角很小，因而可用一个长
为R 的单摆的简谐运动来代替置于B 点小球运动它到达A 点的时间是单摆周期的1/4，从而比较到达A 点的先后。
(三) 过程等效法
当只考虑物体状态变化的最终效果时,可以用另一个过程代替原来的过程而保持效果不变的方法。
例2 从高40米的光滑墙顶以初速度V 。
=10m/s 把一个弹性小球沿水平方向对着相距L=4m 的另一建筑物A 的光滑竖直墙壁抛去,则小球从抛出起直到到达地面，与墙壁相碰几次？
显然，小球第一次运动为平抛运动，其他运动为斜抛运动，由于球与墙壁碰撞过程有反射角等于入射角，可以把运动轨迹展开为平抛运动的抛物线，设水平位移o
B A A V 0
h
为S，不难找到式子S=V。
t
以及h=1/2gt2
就可以求得S=28.28m,
从而求得n=7
(四)整体等效法
对某个物体或某种系统作整体性的等效代换的方法。
等效量的确定往往是从整个物体或整个系统对外部的作用效果分析得出的。
如：在电源电动势为E、内电阻为r，
外电路中串联两个电阻R
1和R
2
,在研究R
2
上的电压和电流以及消耗的功率时,可把电
动势为E、内电阻为r的电源等效为电动势为E、内电阻为r’=r+R
1
的电源,这样处理问题就简单多了。
(五)叠加等效法
一个量对物体的作用能代替其他物体几个量对物体的共同作用\且需要平行四边形法则确定等效量的方法.如常见的力、位移、速度、加速度、电场强度、磁感应强度等的分解与合成法则等。
三培养学生等效变换思维的策略
(一)在物理教学活动中应有目的、有意识地向学生介绍等效变换思维的方法.教材不只是知识的载体,也包含着对学生进行方法、技巧、思维和能力培养方面的内容.在高中物理教学内容中,有丰富的运用等效变换处理问题的事例.如:当物体同时受到几个力共同作用时,可以求出其合力.这个力产生的效果跟原来几个力共同作用的效果相同..在研究变速直线运动时,引入平均速度概念的实质就是把复杂的变速直线运动转化为理想、等效、简单的以平均速度V为速度的匀速直线运动.在交流电的教学中,由于交流电的电流强度时刻都在变化,这给应用上的计算带来了许多不便.如果运用等效变换就可以化繁为简,化难为易.因此在物理学中定义了交流电各参数的有效值。
(二)运用等效变换思维来解答物理问题或物理习题.某些物理问题或物理习题
中常暗含一些等效条件,若用常规方法往往无从下手或计算繁杂;如果能正确运用物理等效变换的方法去探求等效条件,可使问题获得简便解决。
如:在物体做加速运动时,可引入一个等效重力场,把运动的问题转化为平衡问题。
当物体在一个同时有重力、电场力、磁场力的复合场中运动时也可以引入一个等效力场,把复合场中的问题简化为类似于重力场中的运动问题。
例3 一个举重运动员在地面上最多能举起质量m
1
=60千克的物体,在一个匀加
速下降的电梯内却能最多举起质量m
2
=80千克的物体,这个电梯的加速度为多少?若电梯以同样大小的加速度匀加速上升,那么这个运动员在电梯内最多能举起质量为多少千克的物体?
分析与解答：电梯加速下降或加速上升，其等效重力场强度分别为g
1
=g-a,
g
2
=g+a.
举重运动员举起最大质量物体时，它们的重力都相同。
于是有F=m
1g=m
2
(g-a)=
m
3
(g+a) ,
得电梯加速度大小为a=2.5m/ s2 ,运动员在向上的电梯中能举起物体的质量为
m 3=m
1
g/(g+a)=10x60/(10+2.5)=48kg
(三)在实验教学中引导学生运用等效思维解决问题。
在物理实验中常常会遇到
一些
实验现象或事实不易观察或观察不明显的情况，可依据等效转换实现观察、易观察或观察明显的目的。
如布朗运动实验把不易观察的分子热运动转换为观察花粉颗粒的无规则运动。
这个实验思想源于等效转换思维，教学过程中一定要对实验的思想和原理展开思考，不要把现成的实验装置和控制方法简单地教给学生。
（四）借助等效变换培养学生的创新能力。
物理教学培养学生的创新能力，旨在增强学生对物理问题的敏感性、思考问题的灵活性和独特性，从而提高学生解决物理问题和探索物理知识的能力。
在中学物理中，合力与分力、合运动与分运动、平均速度、重心、热功当量、交流电的平均值和有效值；几何光学中的三条特殊光
线、虚化虚物等，都是根据等效思想引入的。
如果教师在教学时能引导学生在形成物理概念、解答物理习题过程中运用等效法，使学生明确在分析和解答物理问题时，一般需要将生活语言精炼成为物理语言，需要将复杂的问题通过等效法，提炼，简化，找出问题的本质，学生就会在学习中逐渐尝试用等效法开创性地解决问题。
在教学中运用等效变换，可引导学生的思路从“山穷水尽疑无路”走向“柳暗花明又一村”，使分析和解答问题的思路变得极为简捷。
参考文献：
［1］林德宏.科学思想史[M].南京:江苏科学技术出版社,1985.
［2］陆果.基础物理学教程[M].北京:高等教育出版社,1999.
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