极值法在解决初中物理问题中的应用
摘要:在初中物理教学中做物理习题时,采用极值法能解决一些按照常规的分析方法,会比较复杂,还容易出错,甚至解不出来的题目。
本文笔者就对极值法进行思考和论述。
关键词:初中物理;极值法;教学方法
中图分类号:g632 文献标识码:b 文章编号:1002-7661(2013)11-126-01
在引导学生做初中物理习题时,有一类问题具有这样的特点,如果从题中给出的条件出发,按照常规的分析方法,会比较复杂,还容易出错,甚至解不出来。
但如果我们采用极值法,将其变化过程引向极端,也就是取物理量的极限值进行分析、推断,就会迅速得到结论。
下面略举几例加以说明,供同行参考。
a、仍然平衡
b、左边下降
c、右边下降
d、无法判断
常规法:根据杠杆的平衡条件,运用数学方法推导在点燃前杠杆平衡,点燃一段时间后杠杆不平衡,但推导过程较繁琐。
极值法:因为燃烧的时间相同,所以每支蜡烛减少的量是相同的,假设右端的蜡烛全部燃烧(极值),左端的蜡烛还有剩余,因杠杆为轻质,所以左端下沉,答案选b。
例2、一轻质水平的带槽杠杆上,分别放着质量不同的两个球,杠杆在水平位置平衡,如果两球以相同速度同时向支点滚动,则杠杆()
a、仍能平衡
b、大球一端下沉
c、小球一端下沉
d、无法判断
常规法:根据杠杆的平衡条件,运用数学方法进行推导,从而作出判断,推导过程较繁琐。
极值法:因为两球滚动的速度相同,所以在相同时间内移动的距离相同,假设大球滚到支点(极值),小球还距支点有一段距离,所以小球一端下沉,答案选c。
例3、把一个10牛顿的空心铁球浸入水中,则铁球()
a、上浮
b、下沉
c、悬浮 d前面三者均可能
常规法:因为铁球的体积、空心部分的体积均未知,所以无法用物体的浮沉条件来判断。
极值法:因为铁球的空心部分的体积未知,所以可能有三种情况,一是空心部分的体积非常大(极值),此时,铁球一定上浮;二是空心部分体积非常小(极值),近似于实心球,铁球一定下沉;三是空心部分的体积刚好为某一数值(极值),平均密度近似于水的密度,此时,铁球一定悬浮。
所以,此题答案选d。
例4:在做托里拆利实验时,玻璃管中进入少量空气,管中水银柱的高度为h,如果水银槽中的水银足够深,若把玻璃管上提一部分,且管口不离开液面,则水银柱的高度将会()
a、变大
b、变小
c、不变
d、无法判断
总之,运用极值法解决物理问题,可使问题化难为易,化繁为简,思路灵活,判断准确,可使分析过程大为简化,解题速度及准确率
进一步提高。
特别是对选择题、填空题,效果十分明显,能为我们节约大量的时间,确实能收到事半功倍的效果。