利用二次函数求解初中物理极值问题

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+ 麦 ) z + ,
若口 >0 , 抛 物 线 的 开 口向 上 , 则 当 一 一 b
时, 函数有最小值 = = :

若a <0 , 抛 物 线 的 开 口向 下 , 则 当 一 一 Z 时, 函数有 最 大值 = : = 。

仅实现了学科 间的整合 , 而且体现 了数学 的工具
性。
对于 二次 函数 的一 般表达 式 —n + +f ( 其中 n ≠O ) , 可变 形为
2 应 用 实例
下面结合实例讨论初 中物理 中用二次函数求
极 信 的 方 法
综合 性 的教学 效果 ; 在科 学 性 方 面 , 通 过 测 出时 间
间隔 , 再 用 光 电开 关 的 间 隔 除 以 时 间 间 隔 得 到速
02 0, 2  ̄v - t ,
0 , 、 0, 。 、 和 01组 成 了 Rt △ 0, 0, 0l , 且
0 1 0, 2 一O1 0 2 ~0 2 0, 2 一Z 一 。
的。
( 2 ) 造 价低廉 , 实 用性 强 , 性 价 比较 高 。 ( 3 ) 一 体化 的设计 使 得它更 为稳 定 、 可靠 。
( 4 ) 使 用 的是 9 V 的直 流 电源 , 电池 供 电更 安
全。
( 5 ) 操作简便 , 只有两个按钮 , 即 电 源键 与 复 位 键 。无需 任何 调试 , 即开 即用 。 收稿 日期 : 2 O 1 3 —1 1 —1 9
5 应 用
该仪器可 在速度 、 加 速度、 自由落体运 动、 动 能、 重 力 势能 、 动能 定 理 、 机 械 能 守恒 定 律 、 动量 定 理、 动量守恒定 律等众多章节 的课 堂演示实验 中 得 到应用 。现 以机 械 能守 恒 定 律 这 一 节 给 出探 究 实验 实例 。
能参考面。打开便携式测速仪电源开关 ,并靠 近 0 . 4 m位置 ;取 直 径 大 约 2 c m的 小 球 ,让 小 球 从
0 . 5 m的高 度开 始 自由下 落 ,小 球 经 过 光 电开 光 , 测 速仪 测 出 小 球 经 过 0 . 4 m位 置 时 的 速 度 大 小 。
第 2 4卷
中小学 实验 与装 备 2 0 1 4年第 1 期
大值 。
2 9
如图 1 所示 , 有 一 矩形 鱼塘 , 甲同学 从 出发
沿 岸朝 北走 , 乙 同学 从 02 出发沿 岸 朝西 走 , 两人 的 速 度 均为 , 且 0 1 0 2 一Z , 问经 过 多 长 时 间 , 甲乙 两
在黑 板上 画 出竖 直 坐 标 ,规 定 0位 置 为零 势
实验随时随地都能做起来 。不仅教师进行演示实 验 可 以用 , 在 学 生 分 组 实 验 中也 可 以 发 挥 巨 大作 用, 比传统的计时计数测速仪更为简便 , 限制性大 大 降低 。
与 传 统 的计 时计 数 测 速 仪 相 比 , 便 携 式 测 速
( 6 ) 体 积小 , 重量轻 , 方便携带, 避 免 了拖 着 长
长 的尾 巴到处 找 电源插 座 的现象 。
度大小 , 符合科学原理与法则 , 能够满足教学过程 中的涉及速度 的课 题使用要求 , 有 助于改善在教 学 过程 中难 以 向学 生快 捷 直 观展 现 速 度 数 值 的状
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中小学实 验 与装备 2 0 1 4年第 1 期
第2 4卷
实验试题解 析
利用二次函数求解初 中物理极学( 7 3 5 0 0 0 ) 陈长 宏
1 前 言
解 决物 理 问题 的根本 工具 是数 学 , 同 时物 理又 为数 学提供 了实践支 柱 。对 于一个 物理 过 程 , 通常 可 以把 它转 化 为一个 数学 模 型 , 进 而用 数学 的方法 求解 , 对物 理过 程 的成功 解释 又是 对数 学理 论 的验 证 与 升华 。在初 中物 理 的学 习 中 , 会 遇 到一 些 求极 值 的问题 。二次函数在物理极值问题中的应用 , 不
况, 有 助于 在 课 堂 上 开 展 运 动 力 学 的 演 示 实 验 和 学 生分 组实 验等 实践 活 动 , 在实用性方面 , 针 对测 量 速度 这一 物 理 量 而 设 计 , 而速 度 在 高 中物 理 的 大 部分 章 节 均 有 涉 及 , 实 现 了 与 速 度 有 关 的演 示
图 1 运 动 示 意 图
动 变 阻器 的触 头 P在 何 位 置 时 电路 中的 总 电流 最
2 . 1 例题 1
小?求 出其最小值?
解析 : 设经 t 5后 , 甲 乙两 人 分 别 走 到 0, 和 0, z 点, 则 甲乙两 同学走 过 的路程 分 别为 :
01 ( ) , 1 = - v t ,
仪具有 以下优点 :
( 1 ) 应用 广 泛 、 耐用、 美观。
同样地 ,测 出小球从0 . 5 I I 1 位置 自由下落 ,经过
0 . 3 m、0 . 2 m、0 . 1 1 T I 、0 m位 置 时 的 速 度 大 小 。 通 过课 前做好 的 电子表 格 ,直接 得 出各 个 位 置 的 重 力势 能 、动能 大小 ,分 析数 据 得 出规 律 ,实 现 了在新 授课 中定 量探 究 机 械 能守 恒 定 律 的预 期 目
人 相距 最 近 ?
当 自变 量 R1 一 一 b
_



—5 。Q 时 ,
函数 R 取最 大值 , 即
R 一 一一 4 a c -b 2 一 0 - 1 2
_2 5 Q
2 . 3 例题 3
如 图 2所示 的电路 中 , 滑 动变 阻器 的总 电阻 为 R=8 Q, 电源 的电压 为 U- -4 V, 电源 内阻 不 计 , 滑