章维辉

(福建省柘荣职业技术学校 福建 宁德 355300)

美籍匈牙利数学家波利亚指出：“解题过程就是不断变更题目的过程.”也就是说,解题过程是不断转化的过程，在物理解题中经常要用到转化的思想.许多物理问题直接去解往往比较困难，如果应用转化的思想，从另一个角度或者另一种方式去思考，能使问题变得简单、明了，易于解决.

1 条件转化

条件转化是在保证效果相同的前提下，将题目中的某个条件与另一条件等价转化，往往能突破难点，降低问题难度，将问题解决得简捷、明了.

【例1】有一个人，第一天8：00出发上山，18：00到达山上庙中.第二天8：00出发，沿路下山，18:00到达家中.他上山下山的速度时快时慢，有时还坐下来憩息一阵.问在这两天中他会不会在同一时间到达途中同一地点？

刚看完这道题，感觉无从下手.如果将条件中的一个人转化为两个人，“他会不会在同一时间到达途中同一地点”的问题就转化为“他们会不会在途中相遇”的问题.原题就转化为新题：两人在8:00同时分别从两地——庙中和家中出发，18:00分别到达对方的出发点，问他们会不会在途中相遇？答案是显而易见的.原题也就迎刃而解，即在这两天中他也会在同一时间到达途中同一地点.利用条件转化可以将繁难的题目转化为简单的题目，便于解题，但前提一定要保证条件的“等价”转化.

2 图文转化

图文转化是将问题的文本“翻译”成图像，然后利用图像的性质和意义将问题解决.利用图像将问题中各物理量间的关系呈现出来，比较直观，往往能达到意想不到的效果.

如追及与相遇类问题，经常要将两运动物体的位移关系用数轴表示出来，再列出有关位移的关系式.又如，变力做功的问题，除了可以利用动能定理外，还可以根据题意画出F-s图像，利用图线与坐标轴所围的面积表示功来求解.再如前文中的例1，画出位移-时间图像，如图1所示.

图1 位移-时间图像

第一天从家到庙，第二天从庙到家，由图1可直观地看出，这两天中他在同一时刻t0通过同一地点f.

有些物理问题用初等数学无法解决，只能借助图像，利用图像的物理意义来解决.

3 模型转化

模型转化是对复杂事物合理的简化，在对问题情境分析、类比的前提下，将其中陌生、复杂的模型转化为熟悉、简单的模型，然后，应用已知模型的有关规律将问题解决.

图2

对B球可视为单摆，到达C点的时间

(1)

(2)

A球做自由落体运动，下落至C点所需的时间为

(3)

两球相撞，应有

tA=tB

(4)

联立式(1)～(4)解得

很多学生感觉物理难学，课堂上教师讲的概念和规律，基本能听懂，但在解决一些具体问题时，却无从下手，究其原因，在于没有从问题情境中建立正确的物理模型.而要建立正确的物理模型，必须从问题情境中抓住主要因素，突出其本质，排除次要和干扰因素.

4 思维转化

某些问题，若正向求解比较困难时，不妨尝试反向入手,即逆向思维.逆向思维突破了常规和习惯的思维，避开直接与问题 “打斗”，而主张“倒(反)过来试一试”，解决问题时不是从因到果，而是从果到因.如在解有些选择题时，不是从题干出发，而是从选项出发，来寻找符合条件的答案.

【例3】如图3所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M相连接，要使小线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈共面)

A．向右匀速运动 B．向左加速运动

C．向右减速运动 D．向右加速运动

图3

解析：若从“使小线圈N获得顺时针方向感应电流”入手，会得出多种可能，后需讨论.学生在解题过程中会疏忽这样或那样的条件，很难选择出正确的答案.若逆向思维，放弃条件，从供选择的答案入手，若ab做匀速运动，根据E=Blv，ab产生的感应电流恒定，N中的磁通量不变，不可能有感应电流产生；若棒ab向左加速运动，根据E=Blv和右手定则，可知M中的电流变大，方向为逆时针方向，根据楞次定律可判断，N中感应电流的方向为顺时针；同理，可判断选项C正确.故答案为选项B，C.

5 问题转化

当遇到的问题难以入手时，思维不应停留在原问题上，而应将原问题等价转化为另一个比较熟悉的或者容易解决的问题.如物体动能变化与合外力对物体做功之间的转化；带电粒子电势能变化与电场力对带电粒子做功之间的转化；物体机械能变化与除重力和弹簧弹力以外的力做功之间的转化；物体动量变化与合外力冲量之间的转化等等.

【例4】水平推力F1和F2分别作用于水平面上的同一物体，分别作用一段时间后撤去，使物体都从静止开始运动到最后停下.如果物体在两种情况下的总位移相等，且F1>F2，则

A．F2的冲量大

B．F1的冲量大

C．F1和F2的冲量相等

D．无法比较F1和F2的冲量大小

图4 物体运动的v-t图像

由图像可知，F1,F2作用的时间分别为t1,t2，有t1F2，根据冲量I=Ft，无法比较它们的冲量大小.然而，若根据动量定理，整个过程动量无变化，力F的冲量与摩擦阻力f的冲量相等，方向相反，所以,将问题“比较力F的冲量”转化为“比较摩擦阻力f的冲量”，问题迎刃而解.两种情况下摩擦力作用的时间分别为t3和t4，且t3

转化的实质是化复杂为简单,化抽象为直观,化陌生为熟悉,化未知为已知.转化必须建立在等价或等效的基础之上，而扎实的基础知识是实现转化的前提；敏锐的观察能力是实现转化的条件；积极的类比、比较是实现转化的桥梁.因此，教师在日常的课堂教学中要夯实学生的基础，重视培养学生的各种能力，为他们在解题中顺利“转化”铺路.