所谓“转换法”是指通过转换研究对象、空间角度、物理规律、物理模型、思维角度、物理过程、物理状态、时间角度等达到化繁为简,化难为易,间接获取问题解决的一种解题方法.这种方法能充分展示解题人的想象设计能力和创造性思维品质,充分体现解题人分析问题的能力,同时达到巧解,进而实现速解之目的.
一、转换研究对象
选择研究对象的一般方法是求什么量就以什么量为核心,选取与此量有直接关系的物体或系统为研究对象,但有些问题这样思考下去困难重重,有时会出现“山重水复”的境地.如果活用转换法,将研究对象转换,问题就会迎刃而解.
例1如图1所示,站在汽车上的人用手推车的力为F,脚对车向后的摩擦力为f,下列说法正确的是
A.当车匀速运动时,F和f对车做功的代数和为零
B.当车加速运动时,F和f对车做功的代数和为负功
C.当车减速运动时,F和f对车做功的代数和为正功
D.不管车做何种运动,F和f的总功和总功率都为零
解析不少学生在做此题时,认为研究对象很显然应选汽车,因为四个选项中都涉及到F和f对汽车做功问题.但很快走进死胡同,原因是汽车在水平方向共受四个力:牵引力、地面对它的摩擦力、人对它的摩擦力f和人对它的推力F,因前两个力比较不出大小,故也无法比较出后两者大小,因而也就无法比较二力的功.若转换一下研究对象,则会变难为易.对人进行受力分析,人在水平方向只受两个力:车对人向后的作用力F′,车对人向前的摩擦力f′,这两个力恰好是F、f的反作用力.根据人和汽车的运动状态,即可确定出F、f的大小;当车匀速运动,人也匀速,F′=f′,F=f,又因二者的位移相等,故F做的正功等于f做的负功,选项A正确;当车加速时,人也加速,有F′<f′,F<f,故f做的负功大于F做的正功,选项B正确;同理可得选项C正确.
例2如图2所示,电池的内阻可以忽略不计,电压表和可变电阻器R串联接成通路,如果可变电阻器R的值减为原来的1/3时,电压表的读数由U0增加到2U0,则下列说法中正确的是
A.流过可变电阻器R的电流增大为原来的2倍
B.可变电阻器R消耗的电功率增加为原来的4倍
C.可变电阻器两端的电压减小为原来的2/3
D.若可变电阻器R的阻值减小到零,那么电压表的示数变为4U0
解析在做该题时,大多数学生认为研究对象应选可变电阻器,因为四个选项中都问的是有关R的问题;但R的电阻、电压、电流均变,判断不出各量的定量变化,从而走入思维的误区.若灵活地转换研究对象,会出现“柳暗花明”的意境;分析电压表,其电阻为定值,当它的读数由U0增加到2U0时,通过它的电流一定变为原来的2倍,而R与电压表串联,故选项A正确.再利用P=I2R和U=IR,R消耗的功率P′=(2I)2R/3=4P/3;R后来两端的电压U=2IR/3,不难看出C对B错.又因电池内阻不计,R与电压表的电压之和为U总,当R减小到零时,电压表的示数也为总电压U总;很轻松地列出U总=IR+U0=2IR/3+2U0,解得U总=4U0,故D也对.首页上一页123下一页末页共3页
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