等效替代法是指在研究某一個物理現象和規律中，因實驗本身的特殊限制或因實驗器材等限制，不可以或很難直接揭示物理本質，而採取與之相似或有共同特徵的等效現象來替代的方法。這種方法若運用恰當，不僅能順利得出結論，而且容易被學生接受和理解。
基本介紹
- 中文名：等效替代法
- 外文名：The equivalent substitution method
- 別稱：等效法
- 套用學科：物理
- 適用領域範圍：數理科學
- 本質：物理研究方法
簡介,分析步驟,套用,主要方法,
簡介
等效替代法是在保證某種效果（特性和關係）相同的前提下，將實際的、陌生的、複雜的物理問題和物理過程用等效的、簡單的、易於研究的物理問題和物理過程代替來研究和處理的方法。
等效替代法是物理方法既是科學家研究問題的方法，也是學生在學習物理中常用的方法，新課標也要求學生掌握一些探究問題的物理方法。
掌握等效替代法及套用，體會物理等效思想的內涵，有助於提高考生的科學素養，初步形成科學的世界觀和方法論，為終身的學習、研究和發展奠定基礎。新高考的選拔愈來愈注重考生的能力和素質，其命題愈加明顯地滲透著物理思想、物理方法的考查，等效思想和方法作為一種迅速解決物理問題的有效手段，仍將體現於高考命題的突破過程中。
分析步驟
運用等效替代法處理問題的一般步驟為：
（1）分析原事物（需研究求解的物理問題）的本質特性和非本質特性。
（2）尋找適當的替代物（熟悉的事物），以保留原事物的本質特性，拋棄非本質特性。
（3）研究替代物的特性及規律。
（4）將替代物的規律遷移到原事物中去。
（5）利用替代物遵循的規律、方法求解，得出結論。
套用
在探究平面鏡成像規律的實驗中，有兩處用了等效替代法。第一處用玻璃板替代了平面鏡。為什麼這樣替代呢？因為用平面鏡不便於確定虛像的位置，我們用玻璃板替代平面鏡是為了獲得視覺上的等效。因兩者在成像特徵上有共同之處——都能成像，不同之處是玻璃板是透明的，能通過它觀察到玻璃板後面的蠟燭，便於研究像的特點，揭示規律。第二處用一根沒有點燃的蠟燭放在成像點，來替代所成的像。
又如，在“驗證碰撞中的動量守恆”的實驗中，兩球碰撞後的速度不易直接測量，由於兩球做平拋運動下落的高度相同,決定運動的時間相同，因此，將速度的測量轉化為對水平位移的測量，就很容易測量。
等效替代發還可套用於：等效電路圖、物理合力、古代“曹沖稱象”。
主要方法
一、理想模型法（建模法）：
即將抽象的物理現象用簡單易懂的具體模型表示。如用太陽系模型代表原子結構，用簡單的線條代表槓桿等,引入光線、磁感線等。
二、放大法：
將微小的、不易觀察到的物理現象通過實驗手段轉化為明顯可見的實驗效果的物理方法。
三、控制變數法：
自然界發生的各種現象，往往是錯綜複雜的。決定某一個現象的產生和變化的因素常常也很多。為了弄清事物變化的原因和規律，必須設法把其中的一個或幾個因素用人為的方法控制起來，使它保持不變，然後來比較，研究其他兩個變數之間的關係，這種研究問題的科學方法就是“控制變數法”。控制變數法是自然科學中最基本的方法歸納法的分支套用。
四、實驗+推理法：
有一些物理現象，由於受實驗條件所限，無法直接驗證，需要我們先進行實驗，再進行合理推理得出正確結論，這也是一種常用的科學方法。如將一隻鬧鐘放在密封的玻璃罩內，當罩內空氣被抽走時，鐘聲變小，由此推理出：真空不能傳聲。
