APP下载

例析极值法在物理教学中的应用

2016-05-14杨张锋

理科考试研究·初中 2016年8期
关键词:铁球极值滑动

杨张锋

随着课程标准的不断变革更新,要求教师要适应时代发展,不断更新改进教学模式,为了让课堂不再只是追求成绩的平台,也要注重对学生思维方法的培养,只有学生在思想意识上有所提升,才是老师的成功.初中物理教学中做物理习题时,老师要适当渗透物理思维,帮助学生提高解题速度.其中采用极值法能够解决一些按照常规方法难以解决的题目,通过对物理量的极限分析能够快速得出结论.下面列举几个利用极值法解题的例子,希望对相关学习有所帮助.

一、杠杆平衡,判断升降

极值法在物理解题中的应用十分广泛,尤其在解决杠杆的相关知识时,通常会起到事半功倍的作用.通过极值思维,使学生对题目的分析更加透彻,解题速度更加快捷.

杠杆的习题类型很多,但大部分是判断其左边下降或者右边下降,下面以一道习题为例,进行分析.

例(物理杠杆平衡习题)如图1所示的杠杆正处于平衡状态,如果将图中的两个钩码A和B分别向两边同时移动相同的距离,那么杠杆

A.仍然平衡

B.不能平衡,A端上升

C.不能平衡,B端上升

D.无法判断

面对这道题目,很多同学第一反应是代入数据进行相关计算,这道题之所以能够采用代入数据法是由于图中的杠杆给出了小格,这可以启发同学,可以代入假设数据进行运算求解,但是有的题目数据较大就比较困难了.但是如果换一个角度进行思考,采用极值法考虑这道题目,就会发现变的异常简单.因为A和B移动的距离是相同的,因此移动的距离多少对答案的选择是没有影响.所以,我们可以进行假设,当左边的B到达支点时,A却还有两个格,即左边力与力臂的乘积是零,而右边尚且不是零,所以杠杆会右方下降,即正确答案为选项C.

杠杆类的题目有很多,大都为判断其平衡方向.老师可以在平时训练中,多多讲解极值法的应用,让学生自然而然地运用极值法进行解题.通过极值法的使用,开拓学生的思维模式.

二、铁球入水,巧看沉浮

浮力问题也是初中教学中的主要内容,各年度中考真题中都有所体现.相比杠杆部分习题而言,考查浮力的习题会较少,学生练习的机会也不是特别多,因此需要老师将解题的精髓传授给同学们,极值法就是其中之一,可以帮助学生解决疑难问题,快速得到答案.下面同样列举一例,仅供参考.

例(物理浮力习题)把一个20牛顿的空心铁球浸入水中,则铁球在水中会

A.上浮B.下沉C.悬浮

D.前面三者均有可能

这道题目也属于不常见的类型,因为根据题干可知,相关的已知条件太少,铁球的体积以及空心部分的体积都没有提到,所以利用所学的物理知识根本无法判断铁球是上浮还是下沉.面对这种习题,要采用非常规方法,可以采用极值法.由于铁球空心部分的体积未知,所以可能有三种情况,可以一一进行假设,对题目进行深入分析.第一种,空心部分体积非常大,这时铁球一定上浮;第二种,空心部分体积十分小,整个铁球近似于一个实心球,这时铁球一定下沉;第三种,空心部分的体积刚好为某一数值,铁球的密度近似于水的密度,此时铁球一定是悬浮的.所以,综合上述三种情况就可以得出结论,此题的正确选项为D.

这道题本就没有什么固定解法,重要的是学生理解思路,只要能找到正确的解题方法,就会迎刃而解了.

三、滑动电阻,分析现象

电学部分内容,是初中生刚刚接触电类知识的开始,学生对很多知识都存在着困惑,尤其是电阻、电流、电压这三者之间的关系,经常会出现理解错误的情况.在某些电阻串联并联或者滑动变阻器的问题中,学生更是不能理解电阻的变化,老师可以利用习题帮助学生巩固电学基础知识.

例(人教版物理电阻习题)如图2所示,电源的电压是恒定不变的,其中R1为定值电阻,阻值不会发生改变,R2是滑动变阻器.当开关S闭合之后,使滑动变阻器的滑片P向下移动,电压表的示数将会

A.增大B.不变C.减小

D.无法判断

面对这道题,大部分同学都会选择逐步分析的方法,逐渐分析出电压的变化.其中涉及到的变化内容十分复杂,有的同学在分析过程中可能由于一个疏忽,就会导致大小的分析相反,使得问题解答失败.为了使题目的解决快捷,我都会采用极值法解题.可以先进行假设,开始时,滑片位于a点,此时滑动变阻器相当于没有接入电路中,只是一根导电的电阻,所以此时电压表的示数为零.而当滑片向下滑动时,接入电路中的电阻是增加的,因为之前就是零,所以电压表两端的电压会从无到有,所以其示数增大,即选项A正确.

滑动变阻器的相关问题有很多,有的题目可以直接通过常规解法,经过复杂的分析可以得出正确答案,但是有的题目如果仅仅通过常规法是无法解决的,所以老师要向同学们多多传授特殊解法,如极值法等,提高学生的解题能力.

四、不同液体,比较压强

初中物理教学中,有很多压力压强的相关知识点,需要学生掌握.在章节训练中,存在很多需要采用极值法求解的题目.我在平时课堂授课中,都会适当的向同学们渗透这一思想,以便不时之需.

例(人教版物理压强习题)有两个相同的容器分别装有质量相同的不同液体,其在容器中的具体情况如图3所示,请比较容器底部相同距离的A、B两点所受的压强的大小?

这道题考查压强部分的知识,同时涉及了一些物理基础知识.解题之初,很多学生都会采用代入公式的方法进行运算求解,最后再通过甲乙两个容器底部的受力不同分析大小.这样的做法,要求学生对压强的理解具有较高的水平,对相关的压强公式一定要熟悉,这道题虽然简单,但是很多学生并不能做到这一点,通常都会得出相反的答案.极值法仍旧是一个不错的选择.由于A、B两点与容器底部的距离是相同的,也是随意的,可以假设A点就在甲容器的顶端,而B点还在溶液中,此时pA等于零,pB大于零,所以pA小于pB,这样的做法十分快捷,而且通俗易懂,有利于学生快速解题.

通过位置的假设,使得压强的比较变得简单.学生不通过复杂计算,也能够将题目轻松解决.老师教学中,要传授这种简单的解题思维,训练学生的思维方式,让他们在各类物理考试中脱颖而出.总而言之,通过上述几个例子,可以了解到极值法是一种简单、快速求解问题的方法,同学们如果能够将极值法掌握透彻,那么对各类疑难习题的解题能力就会提升.极值法的巧妙应用,可以使问题的分析过程大为简化,起到事半功倍的效果.

猜你喜欢

铁球极值滑动
大小铁球会同时落地吗
通过函数构造解决极值点偏移问题
例谈解答极值点偏移问题的方法
极值点偏移问题的解法
敲打铁球的方法
乒乓球与大铁球
一种动态足球射门训练器
也谈谈极值点偏移问题
关于滑动变阻器的规格问题