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定积分在高三物理复习教学中的应用探微

2012-07-19刘益民

物理教师 2012年3期
关键词:物理学生

刘益民

(江苏省宝应县中学 江苏 宝应 225800)

苏教版高中数学选修2-2教材新增加了定积分内容,其中讲到了曲边梯形的面积、变速运动路程、变力做功等问题,这为我们学好高中物理增添了一种新的数学方法,笔者也将定积分思想与方法渗透到高三物理复习教学过程中,做了一些尝试,以寻求高中数理新的结合点.

1 物理概念的渗透

高中物理教材中有不少物理概念要能真正掌握,不仅仅是字面上去理解,而且需要在概念的内涵与外延上挖掘,注意定积分思想的渗透.

例1.如图1所示,长为L、质量为m的均质杆在水平面内以恒定的角速度ω绕通过杆端的竖直轴O转动,试求杆的动能.

错解:由v=ωr可知杆上各点速度与半径成正比,杆的中点速度v=ωL/2.因此杆的动能为

图1

解析:杆的动能即杆各部分所有动能之和,因此将杆微元成无数份.设杆的线密度为η=m/L,每一份杆的动能为杆的动能为

小结:本题学生分析错误的原因是因为杆不是质点问题,动能与速度平方成正比,不能简单用中点速度来代入,而通过本题动能定积分计算让学生体会到积分思想即累加,当然也需要先进行微元处理,写出对应的微分形式.

证明:设流过定值电阻R的电流按正弦规律变化,即i=Imsinωt,因为时刻t瞬时功率P=i2R=I2mRsin2ωt,因为代入求得则1个周期内电阻R上产生的热量为代入上式得

小结:交流电的有效值是由电流热效应来定义的,而由于电流变化的原因,正常复习教学大多数教师仍然对学生强……

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