浅析用物理公式中的四个转变策略解题

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物理学科是以实验为主的自然学科，以实验为载体，探究物理规律为主线，形成从物理概念到物理规律，从物理规律到物理公式，从物理公式到物理方程，从物理方程到函数，从函数到图象的统一。为达到高效复习物理知识，解决物理问题的能力，笔者在教学中始终贯彻用“物理公式中的四个转变策略”思想解题，得到学生认可，收到良好的教学效果。

一、公式变方程策略

例1.做平抛运动的物体，每秒的速度增量总是（ ）

A.大小相等，方向相同 B.大小不等，方向不同

C.大小相等，方向不同 D.大小不等，方向相同

解析：由平抛物体运动的性质可知，物体的加速度为a=g，由加速度定义式a=Δv/Δt，得Δv=aΔt，可知A正确。

本例启示：物理公式移项变形、整体代换，在物理解题中有极其重要作用。

二、公式变不等式策略

例2.如图，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点，另一端系一小滑块.给小滑块一足够大的初速度，使小滑块在斜面上做圆周运动（小滑块不翻滚）。在某一过程中（ ）

A.小滑块重力势能减少量等于小滑块动能增加量

B.小滑块重力势能减少量小于小滑块与斜面构成的系统内能的增加量

C.小滑块重力所做的功大于小滑块动能增量与斜面对小滑块摩擦力所做的功的代数和

D.小滑块克服摩擦力所做的功大于小滑块动能的减少

解析：在本题中能量守恒可用公式表示：EP+EK+E内=K，K为定值，可知A错误，移项成不等式，可知B正确；对滑块由动能定理WG+Wf=ΔEK移项成不等式，C错误，D正确。

本例启示：物理公式移项变形为不等式、比较物理量大小，会使物理问题变得简单。

三、公式变函数策略

例3.水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为

μ（0

A.F先减小后增大

B.F一直增大

C.F的功率减小

D.F的功率不变

解析：由于木箱的速度保持不变，不妨设木箱所受的摩擦力为f，支持力为N，匀速直线运动时的速度为v，因为木箱始终处于平衡状态，受力分析如图所示，则由平衡条件得：

mg=N+Fsinθ f=μN=Fcosθ

两式联立解得：

可见F有最小值，所以F先减小后增大，所以A正确；

F的功率：

可见在θ从0逐渐增大到90°的过程中，tanθ逐渐增大，则功率P逐渐减小，所以C正确，综合起来答案为AC.

从本例中，我们发现F求出后是关于θ的三角函数方程，把方程变为函数，利用三角函数化简、求极值的思想，轻松解决问题。同时二次函数求极值，一次函数截距、斜率等思想在物理解题中应该引起重视。

四、公式变图象策略

例4.用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度.

一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值，所得数据如下表所示.

完成下列填空和作图：

（1）若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是

（2）根据表中给出的数据，在答题纸的图上给出的坐标纸上画出s/t-t图线；

（3）由所画出的s/t-t图线，得出滑块加速度的大小为a=

m/s2（保留2位有效数字）.

解析：

（1）沿斜面向下是匀加速运动，反过来也可以看成是初速度为vt沿斜面向上的匀减速运动，由位移公式有s=vt-1/2at2

（2）由于要画图象，由s=vt-1/2at2变形，图象即可画出。

（3）由图象斜率知k=-a/2，代入数据得a=2.0m/s2

本例启示：物理公式变形为函数，由函数画图象，由图象知物理意义，解决物理问题。

参考文献：

[1]丁念锟.用函数的思想来分析物理过程，2012（9）.

[2]陈斌.用图象法处理物理实验数据.中学物理，2006（12）.

（作者单位 北师大贵阳附中）