极限思维法在高中物理解题中的有效运用
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高中物理解题中极限思想的应用ʏ佟魁星同学们在面对一些不能直接进行验证或实验的物理题目时,可以用极限思想梳理题目中的物理规律和物理意义,分析物理定律的适用条件㊂极限思想运用的要点是在分析的过程中将某个物理量可能发生的变化推到最大㊁最小或临界值,根据物理量和其他变量的合理关系分析假设是否准确,下面举例分析㊂一㊁运用极限法寻找思维突破口 图1例1 如图1所示,质量m =50k g 的直杆竖直放在水平面上,直杆和地面间的动摩擦力因数μ=0.3㊂将一根绳索一段固定在地面上,另一端拉住直杆上部,保持两者之间的夹角θ=30ʎ㊂设水平力F 作用于杆上,杆长为L ,力F 距离地面h 1=25L ,要保证杆子不滑倒,则F 的最大值为多少?(取g =10m /s2)解析:面对这样的问题,很多同学找不到解题的切入点,无从下手㊂而运用极限法能轻松地找到思维突破口㊂在分析直杆不滑倒这一条件时,应该从两方面考虑,一是直杆和地面的静摩擦力处在极限状态,二是h 和力的大小之间的关系㊂直杆的受力情况如图1所示,根据平衡条件可知,F -T s i n θ-f =0,N -T c o s θ-m g =0,F (L -h )-fL =0㊂根据以上三式可知,当水平力F 增大时,摩擦力f 也会随之增大,而当f 增大到等于最大静摩擦力时,直杆就会滑倒,此时摩擦力f m a x =μN ,解得F m a x =m g L t a n θt a n θμ(L -h )-h ㊂当t a n θμ(L -h )-h []无限接近于0,即h 0=0.66L 时,h 就无法对F 形成限制㊂当h 1=25L <h 0时,解得F m a x =382.5N ㊂二㊁运用极限法提高解题效率例2 如图2所示,某滑轮装置处于平衡状态,此时如果将A C 换成一条长绳,让C 移到C ',A B 保持竖直,滑轮仍旧处于平衡状 图2态,那么A C '绳受到的力T 和A B 杆受到的压力N 同之前相比有什么样的变化?解析:用常规解法求解这道题时,需要先考虑以点A 为分析对象,综合考虑点A 受到的A C 绳的拉力T '㊁A B 杆的支撑力N '和A D 绳的拉力T 0共三个力的作用时处于平衡状态,列出方程,求出T '和N '的大小,再运用牛顿第三定律得出T 和N 的大小,然后分析T 和N 大小之间的关系㊂不仅过程烦琐,而且计算麻烦,稍不注意还有可能出现计算错误,影响正确判断㊂而运用极限法求解,不用设立方程,只要考虑极限状态下T 和N 的大小就可以㊂设A C 绳和水平面间的夹角为θ,当θ无限趋近于0时,N =0,T =G ;当θ=90ʎ时,N 增大,T =N 也会增大㊂所以当θ减小时,T 和N 都会减小㊂三㊁运用极限法精确分析物理过程 图3例3 如图3所示,质量为m 的木块叠放在质量为m 0的木板上,两者之间的动摩擦因数为θ1,木板和地面之间的动摩擦因数为θ2,在木板上施加一个水平外力F ,当F 为多大时,可以从木块下方将木板顺利抽走?解析:运用常规法求解本题,要综合考虑木块和木板的运动状态,以及二者在运动中的状态变化㊂而运用极限法只需分析出木块㊁木板所对应的极限状态和最大加速度㊁最大静摩擦力㊂能从木块下方顺利将木板抽走的临界状态是木板和木块之间的摩擦力为最大静摩擦力f m a x ,这时两者共同运动的最大加速度a m a x =f m a x m =μ1m g m =μ1g ,由牛顿第二定律得F 0-μ㊃2(m +m 0)g =(m 0+m )a m a x ,解得F 0=(m 0+m )(μ1+μ2)g ㊂因此当F >F 0时,可以将木板从木块下顺利抽走,即F >(m 0+m )(μ1+μ2)g ㊂作者单位:辽宁省大连市第二十四中学33基础物理 尝试创新 自主招生 2020年6月。
极限思维法在高中物理解题中的应用作者:梁洪亮来源:《理科考试研究·高中》2014年第01期1.运用极限思维法寻找解题突破口例1 如图1所示,一质量为m的物体过绳PQ通过一定滑轮与图1 小车通过细绳将物体向上提升一辆车相连,假定绳子的P端连接小车,Q端连接物体,绳本身没有伸缩性,绳和定滑轮的尺寸和质量不计并且忽略滑轮与绳子之间的摩擦力.运动开始时,车在左侧滑轮外边缘的正下方的A点,绳PQ绷紧但无作用力,其中AB间距离和左侧绳长均为H,开始运动后,汽车向左加速运动,沿水平方向由A点运动到B点后继续驶向C点.假设小车经过B点时的速度为υb,试求小车在由A点向B点运动的过程中,绳端Q的拉力对物体所做功的大小.运用动能定理的解题思路,通过动能定理求出绳Q端的拉力对物体做的功,关键在于是否能够正确求出小车到B点时,物体所具有的即时速度υtb.这种解题方式往往会让学生犯下υtb=υb的主观错误.极限思维法的解题思路,据图可得,绳P端的速度υ的大小和方向随着小车的行驶,不断地发生变化,据此可以用极限思维方法分析题目.在A点时,θ=90°,绳速υ=0,当小车由C点驶向无穷远处时,θ=0°,此时绳子和车速趋近于相同.因此,在小车由A点驶过B、C继续驶向无穷远处的整个过程中,绳P端的速度呈现出递增的变化,处于两个极限位置的绳P端和小车速度关系:在A点,υ=V车cos90°=0,在无穷远处,υ=V车cos180°=V车,所以在B点应用υ=υbcosθ,由于θ=45°,可以准确的得到小车行驶到B点时物体的速度vt.至此,可以简单地作出答案.2.运用极限思维法探求解途径图2 两相同的小球从两斜面顶端同时滑下例2 如图2所示高度相同的两光滑斜面甲、乙,具有相同的总长度,但是乙斜面是由两部分连接组成的.假设现从甲乙两斜面的顶端同时释放两个完全相同的小球,不计接触面摩擦和能量损失,试求哪个斜面的小球能够先到达底端?常规解题思路对于甲斜面来说,小球的运动过程是一个简单的匀加速过程.所以,求小球运动到斜面底端的时间就以直接利用运动学公式.L=12at2m因为a=gsina=ghL,所以t=2La=2LghL=2L2gh.极限思维法的解题思路,对于乙斜面来说:显然不可以用简图3 乙斜面中小球通过思维法推论的极限状态单的运动学公式解决问题,但是可以根据极限思维法分析解决.对乙斜面上两部分边线进行极限假设,斜面上的两段线所成的角变化范围从90°变化到180°,当夹角变化成180°时,即成为甲斜面现在所呈现的状态,如图3所示,此时所呈现的状态为夹角为90°时的乙斜面状态.此时小球的运动的时间分为两部分,AB段的自由落体运动,和BC段的匀速运动,其运动时间为沿AB段到达B点时小球的速度v=2gh,沿BC段小球的运动时间t2=L-h2gh.在图3所示的乙斜面上,小球所运动的总时间t乙′=t1+t2,因为L>h 所以t甲>t乙′.根据上述可知,图2中显示的乙斜面的角度是在图1所示斜面和图3所示斜面的夹角之间(即在~之间),因此,三种斜面的小球落底时间长短关系为t甲>t乙>t乙′3.运用极限思维方法提高解题效率图4例3 图4所示装置正处于平衡状态.假设现在把绳子AC换成绳子AC′,其中AC′的长度大于AC,AB杆保持竖直状态不变,此时这个装置仍能够保持平衡状态,现比较原来装置中绳子AC的张力和杆AB所受的压力与改变后绳子AC'所受张力T和杆AB所受压力N相比较,改变后的张力T和压力N的变化情况为().A.T增大,N减少B.T、N均增大C.T减小,N增大D.T、N均减小改变绳AC的长度,同时仍保持装置处于平衡状态,杆AB与地面用铰链连接.常规求解思路如图所示,假设绳AC与水平方向的夹角为θ,绳AC中的点A受到AB杆的支持力N'、AC 绳的拉力T'以及AD绳的拉力三个力作用而处于平衡状态,绳AD所受的拉力大小等于G.根据平衡条件,在A点处可建立方程如下:水平方向G-T′cosθ=0,竖直方向N′-T′sinθ=0,根据作用力和反作用力可得T=-T-N′=-N.由以上公式可以解得T=G/cosθN=Gtgθ.由所得的结果可以看出,随着θ的减小,绳子所受张力N和杆AB所受的压力均减小,故答案选D.极限思维法的解题思路:根据极限思维法可以推断其两种极限状态,当θ=0°(即C′点趋近于无穷远处)时,张力N=0,支持力T=G,当θ=90°(即B点与C点重合)时,张力N趋近于无穷大,支持力T=N也趋近于无穷大,故当θ减小时,当绳AC′变长时,张力N和支持力T均减小.除此之外,极限思维法还可以对高中物理题目进行快速有效地结果检验,快速准确的发现题目中的错误所在,使得学生做题时节约大量的时间.4.结论根据以上例题可以看出,极限思维方法与常规思维方法相比,极限思维法可以明显的将高中的物理题目由繁化简,由难化易.大大的提高解题的准确率,并且节约大量的时间,最重要的是极限思维法的应用可以开拓学生的创新思维,利用全新的路径寻找解题方法.综上所述,极限思维方法对高中物理的学习有很大的帮助.。
2020年第34期总第491期数理化解题研究00 =3.显现“核心素养”角度四种解法所显现的核心素养分析比较如表3所示.表3解法物理观念素养科学思维素养解法一运动观、相互作用观模型建构、科学推理解法二运动观、相互作用观模型建构、科学推理解法三运动观、相互作用观模型建构、科学推理、科学方法解法四运动观、能量观模型建构、科学推理、科学方法新的课程标准强调学生物理观念、科学思维、科学探 究和科学态度与责任等核心素养的形成,试题在物理观 念和科学思维两大素养上体现得淋漓尽致,具体表现在 四种解法上分析如下:物理观念素养方面,解法一、解法二和解法三都是建 立在运动观及相互作用观角度分析解决问题的,解法一 的牛顿运动定律的运用求解属经典的动力学问题,解法 二和解法三的动量定理法本质上是力对时间的积累效 果,它们均与新课程标准中核心素养之物理观念素养相 呼应,解法四则从功能角度入手,体现了对核心素养中的 能量观达成的考查.科学思维素养方面,试题中的双金属棒在磁场中单 独切割磁感线时相当于电源,这便是模型建构的关键所 在,通过整合电磁感应规律、欧姆定律、安培力算法、牛顿 运动定律、动量定理和动能定理等知识科学的推理出究 竟需要几块有界磁场,这便是科学推理的显现,其中微元 法、积分法的灵活运用彰显出科学方法的考查.课程标准走过了由双基目标一一三维目标一一核心素养的发展历程,其核心理念渐趋成熟,为打造一 “全面 发展的人”而不懈努力,当然,作为肩负着“高中生学业水 平评价和为高校选拔优质生源”双重任务的高考也一直 与时俱进,呼应着课程标准不断发展的核心理念,2018天 津高考物理压轴题就以其“基于知识、立于能力、显现素 养”的特色出色的完成了对高中生学业水平评价和为高 校选拔优质生源的双重任务,实则是一道集知识、能力和核心素养考查于一体的妙题,让人拍手叫好.参考文献:[1 ]2018天津高考物理试题.[ 责任编辑: 李 璟 ]极限思维法在高中物理解题中的有效应用许奇龙(浙江省龙游县第二高级中学324400)摘 要:在高中物理解题方法中,极限思维法是一种较为常用且经常能够达到出人意料的效果的思维方法和解题方式,在物理解题过程中有着较为广泛的应用.教师如果能够使得高中生在物理解题过程中有意识地使用极限思维法来对问题进行分析和探索,往往能够达到意料之外的效果,有效提升解题效率.本文就“攻 克解题难点”、“探寻解题方向”、“提升解题效率”三个方面进行阐述.关键词:高中物理;极限思维;解题技巧中图分类号:G632 文献标识码:A 文章编号:1008 -0333(2020)34 -0075 -02一、运用极限思维法攻克解题难点例]现有一辆小推车,利用一根穿过定滑轮的绳索来搬运物体,将物体从低处移动到高处,如图1所示,现 将绳索记为PQ ,物体质量记为m.已知绳索PQ 的P 端固 定在小车末尾的挂钩上,而Q 端则与物体接触,固定物体,忽略绳索在拉动物体时的长度变化,同时绳索的质 量、定滑轮的质量和尺寸以及绳索与滑轮之间存在的摩擦都不进行考虑.在初始阶段,小车处于A 点,左侧以及右侧的绳索都已固定且处于竖 直、绷紧状态,记A 点的小车的绳索的长度为在拉升物体 的过程中,小车处于加速状态且向左侧水平运动,从A 点出 发经过B 点向C 点运动.设A点与B 点之间的距离也恰好是〃,且小车经过B 点时的 速度为心,试求:小车由A 点运动到B 点的过程中绳索的拉力对物体所作的功.收稿日期:2020 -09 -05作者简介:许奇龙(1980. 6 -),男,浙江省龙游人,本科,中学高级教师,从事高中物理教学研究.—75—=^»--------------------------------------------数理化解题研究2020年第34期总第491期解析在此题中,学生利用动能定理来对绳索Q端的拉力对物体做的功进行计算的难度并不高,而解题的关键就在于学生能否正确计算出小车由A点运动到B点时,物体所具备的即时速度的大小-而学生在解题过程中经常性会出现以下两种错误的解题过程和解题结果,即,耳二H B,即H tcos O根据图1可以得出绳索的速度u从A点运动到B点再向C点运动的过程中,绳索的速度u会随着角度O发生变化而出现相应的变化,因此在对小车由A点运动到B 点所具有的即时速度大小u t的思考过程中,就可以从B 点向外推到两个理想性极限值来进行考察和推断•在A 点时,O-90°,绳索的速度u-0,而当小车运动到无限远时,可以认为O-0°,而此时的绳索的速度则逐渐由A点的速度u-0增大到和小车速度一致•那么就可以认为从A点开始运动到无穷远处的过程中的绳索速度的改变规律是满足关系u-u车cos90°-0的.进行验证:在A处‘u-u车cos90°-0;在无穷远处,u-u车cos90°-u车,故成立.因此,就可以在B点应用关系式u-u B cos O.而由于u t-u,就可以推出小车在到达B点时相应的物体的速度为u t.而在得出小车由A点运动到B点时,物体所具备的即时速度的大小u t后,本题的突破口就已经找到,难点就已经解决了,绳索的拉力对物体所做的功的大小的计算自然也就迎刃而解了•以质量为m的物体作为研究对象,根据动能定理就可得出:w F-mg(近-1)H-1m伉-0u t-u B cos45°可得出肌-4—V r+(J2-1)mgH即绳索的拉力对物体所做的功W F-;mH B+(J2-1)mgH.二、运用极限思维法探求解题方向例2现有两个高度相同的光滑斜面,记为甲、乙•斜面乙和斜面甲是总长度一致,但是斜面乙是由两部分拼接而成的,如图2所示.现有两个完全相同的小球,将它们分别从两个斜面的顶端释放,小球与接触处的能量损失忽略不计,问:斜面甲和斜面乙上释放的小球哪一个会先到达底端解析首先设斜面甲的长度为厶斜面乙长度与甲相等,因此也为L.对斜面甲来说,小球运动到斜面底端所花费的时间直接用运动学公式就可以求得,L-2a t甲hT a-g s in a-g l2L丿2g h图2O\°\h A hk・・t甲对斜面乙来说,由于题干信息不足,因此无法利用常规方法直接求得小球运动到底端的时间•在这里,就可以利用极限思维法进行思考和分析•从斜面乙的两部分所成夹角的连续性变化出发,可以得到夹角的变化范围为90°-180°,那么斜面甲就可以视为是斜面乙的理想极限值,即180°.继续外推斜面乙到另一个理想极限值90°,如图3所示‘在90°斜面的情况下小球运用到底部所花费的时间就可以分为两部分来进行计算,即AB段以及BC段.在AB段,小球做自由落体运动‘运动时间为t1-2hg在BC段的小球以速度u-2gh作匀速直线运动,那么运动时间t2可以表示为t2-厶土22顾因此小球运动的总时间t乙'为-t1+t2-2h L-h丿2g hL+h丿2g ht乙g因为L>h,所以t甲>t乙'.又因为在图2中斜面乙的折角为90°-180°,因此小球沿斜面乙滑行的时间t乙满足t甲>t乙>t乙'•故斜面乙上的小球先滑到底端.总而言之,面对物理题时,学生可以尝试利用极限思维方法来进行解题,极限思维法能够有效地攻克解题难点,帮助学生快速找到解题方向•同时,极限思维法能够做到另辟蹊径,化繁为简,化难为易,其特殊性也使得学生在解题时的解题效率能够得到极大的提升.参考文献:[1]冯翠萍.极限思维法在高中物理教学解题中的应用分析[J].当代教研论丛,2019(11):84.[2]牛继发.试论极限思维在高中物理解题中的有效应用[J].学周刊,2018(13):101-102.[3]潘如黛.极限思维法在高中物理解题中的应用[J].课程教育研究,2017(52):82-83.[责任编辑:李璟]—76—。
极限思维法在高中物理解题中的有效运用摘要:高中生解物理题时往往采取多种解决方法,在高中涉及到的多种解题方法中,极限思维法是一种相对其他解决方法而言较为简单便捷的方法。
因此,极限思维法被较为广泛地运用于高中物理解题方法中。
如果能够将极限思维法有效地运用于分析高中物理题目,就能绕开普遍思维,另辟捷径,从而将难题简化,快速准确地解决物理题目。
本文将通过举例说明极限思维法在高中物理解题中的运用。
关键词:极限思维法高中物理题解题思路所谓“极限思维”就是在遇到难题的时候,从所遇问题的极端角度出发思考问题,对所遇问题假设特殊的情况加以解决。
著名的物理学家伽利略也曾通过极限思维法推翻了亚里士多德的物理力学观点思想。
一、极限思维法能突破解题思路比如:一辆小车在经过一根跨过定滑轮的绳PQ,提升了井中的质量为m的物体(如图1所示),绳的P端拴在车后的挂钩之上,Q端拴在物体上,那么如果设绳的长度不变,绳的质量、定滑轮的质量以及尺寸滑轮上的摩擦都将其忽略不计。
开始时,车在A点,左右两边的绳子都已拉紧,并且是保持竖直的,左侧的绳子长度为H,拉伸时,小车的速度开始加速然后向左移动,并且保持水平从A经B移向C。
如果设置A到B的距离也为H,那么车子在经过B点时候的速度为VB,那么求车子在由A移向B的过程中,绳子的起始顶端的拉力对物体所做的功。
学生解答这道题时,由于往常解题思路的限制,难免出现两种错误的计算结果。
但是其实想要解决这道题并不难,是运用了动能定理求得了绳子Q端的拉力对物体所做的功,因此要解决这个题目的关键所在就是能否可以经过计算正确地得出车子到达B点的时候,物体所表现的即时速度的多少Vt。
学生答题时的情况:也就是Vt=VB,之后Vt=。
而我们正确的计算方法是经过图1我们可以知道,绳子的速度V是在从A点经B点往C点的整个过程中,随着θ角而变,因此我们可以从B点的向外推到两个极端数值进行考察。
在A点时θ=90°,绳子的运动速度V=0,而当小车开向无穷大的距离时,θ=0°,那么此时绳子的速度是组建的从A点增加到等于车速,由此在从A的无穷大的区间绳子移动速度在持续加大的变化规律则应满足关系:V=V车, cos90°=0。
极限思维在高中物理解题中的思考研究一、极限思维的概念和特点极限思维是指在特定条件下,对于一个问题、一个事物或一个过程,在一定范围内所能达到的最高境界或最大程度的思维方式。
它具有开放性、创新性和超越性的特点,能够拓展思维的边界,超越传统模式的思考。
在物理解题中,极限思维可以帮助学生超越表面的问题,深入思考问题的本质,找到解题的关键。
二、极限思维在高中物理解题中的应用1. 深入思考问题本质在解答物理问题时,很多时候学生容易卡在表面问题上,只是机械式地套用公式和计算,而忽略了问题背后的本质。
极限思维可以帮助学生从更深层次上理解问题,找到问题的关键点。
比如在动力学问题中,不仅仅局限于求速度和加速度,而是思考物体的运动状态、受力情况等更本质的问题,从而得到更准确的解答。
2. 推动解决问题的创新方法在学习物理的过程中,很多问题都有固定的解题模式,但是通过极限思维可以启发学生寻找更加创新的解决方法。
比如在电磁学中,通过极限思维可以帮助学生利用磁场的特性,推导出更直观的解题方法,而不是死记公式和套用模式。
3. 拓展解题的思维边界极限思维具有拓展思维边界的特点,它可以帮助学生突破传统的思考模式,尝试不同的解题思路。
在高中物理解题中,很多时候问题并不是那么直接,需要学生具有灵活的思维方式,通过极限思维可以帮助学生跳出固有的框架,找到更多解题的可能性。
三、极限思维在高中物理教学中的应用策略1. 注重培养学生的思维能力和创新意识在教学中应该注重培养学生的思维能力,鼓励他们尝试不同的思考方式,培养创新意识。
教师可以在课堂上提出一些具有挑战性的物理问题,引导学生通过极限思维去思考,从而拓展他们的思维边界。
2. 引导学生对问题进行深入的思考在学习物理知识的过程中,教师应该引导学生对问题进行深入的思考,不断地追问问题的本质,帮助学生形成更加扎实的知识结构。
通过这种方式,学生可以更好地应用极限思维解决物理问题。
3. 提供多样化的解题方法和思路教师在教学中应该提供多样化的解题方法和思路,引导学生尝试不同的解题方式。
《文化政策法规》复习材料《文化政策与法规》课程期末复习相关资料一、填空:1.文化立法工作最早进行保护的是文学艺术方面。
《安妮法》(又称《安妮女王法令》),是世界上第一部现代意义上的版权法,1709年提出,1710年以英国女王安妮的名义颁布生效。
该法案主要规定了版权时间问题,还规定了登记注册、缴纳样本和侵权惩罚的内容。
2. 《伯尔尼公约》,全称为《保护文学艺术作品的伯尔尼公约》,是世界上第一个保护文学、艺术和科学作品的国际公约。
3.《世界版权公约》 (Universal Copyright Convention) 1947年由联合国教育、科学及文化组织主持准备,1952年在日内瓦缔结,1955年生效。
4.《保护表演者、音像制品制作者和广播组织罗马公约》简称《罗马公约》。
1961年10月26日,由国际劳工组织与世界知识产权组织及联合国教育、科学及文化组织共同发起,在罗马缔结了本公约。
公约于1964年5月18日生效。
5.《保护世界自然和文化遗产公约》。
联合国教科文组织于1972年11月16日在巴黎通过的一个国际公约。
该《公约》提出对具有突出的普遍价值的文化和自然遗产进行特别保护,因为这些文化和自然遗产对全世界人民都具有重要意义。
6.《保护非物质文化遗产公约》。
联合国教育、科学及文化组织(以下简称教科文组织)大会于2003年9月29日在巴黎举行的第32 届会议,于2003年10月17日通过本公约。
7.我国现行文化法律制度有:(1)文物保护法津制度;(2)著作权法律制度;(3)出版管理法律制度;(4)电影管理法律制度;(5)广播电视管理法律制度;(6)互联网文化管理法律制度;(7)文化市场管理法律制度;(8)非物质文化遗产保护法律等八个方面8.我们文艺的根本方针是为人民服务、为社会主义服务,它体现了社会主义文艺的根本性质,指出了社会主义文艺的根本方向。
9.新时期提出的“二为”方向对我党以前的文艺方针进行了两方面重大调整:一是对文艺服务的对象作了重大调整,服务对象更加广泛了;二是对文艺和政治的关系作了重大调整,文艺发展的空间更广阔了。
极限思维在高中物理解题中的思考研究极限思维是一种超越常规思维的思考方式,它是通过跳出固有思维模式,寻找问题的潜在解决途径。
在高中物理解题中,运用极限思维可以帮助学生突破难题,提高解题能力。
本文将探讨极限思维在高中物理解题中的思考研究。
极限思维能够帮助学生找到问题的关键点。
在高中物理解题中,常常会遇到一些复杂的问题,需要从多个角度入手进行分析。
而利用极限思维,可以找到问题的关键点,快速找到解题思路。
在求解复杂力学问题时,可以将问题简化为小问题,通过极限思维解决。
这样不仅可以减少解题的复杂度,还能够更清晰地理解问题本质。
极限思维可以帮助学生发现问题之间的联系。
物理学中,往往存在着不同领域之间的联系,通过极限思维,可以将不同领域的知识相互结合,解决问题。
在求解电磁场问题时,可以将电场与磁场结合,通过对它们的相互影响的极限思考,找到解决问题的办法。
这样不仅可以拓宽解题思路,还可以加深对物理学的整体理解。
极限思维可以帮助学生培养创新能力。
在高中物理解题中,常常需要学生自己发现解题的方法和思路。
利用极限思维,学生可以跳出固有思维模式,从不同的角度思考问题,培养出创新的思维方式。
这种创新能力不仅在物理学习中有用,也有助于学生在其他学科中的解题与创新。
极限思维在高中物理解题中发挥着重要的作用。
它能够帮助学生找到问题的关键点,发现问题之间的联系,拓展问题的解法,培养学生的创新能力。
在高中物理教学中,应该引导学生运用极限思维解题,提高解题能力,培养学生的科学思维能力。
极限思维法在高中物理解题中的应用ʏ林兴贵高中物理因具有复杂㊁抽象㊁零碎等特点,所以要求同学们在学习时应具备较强的空间思维能力和逻辑思维能力,能准确找出事物之间的各种关系,选取合适的公式和规律,并联想和结合生活中的实际问题完成问题的解答,促进思维的发展㊂下面仅以极限思维法在高中物理解题中的应用为例进行分析探究㊂一㊁极限思维法的介绍1.极限思维法的含义㊂极限思维法指的是在一定的范围中,找到两种变量之间或是单调上升或是单调下降的函数关系,通过画出函数图像,观察达到极限的时刻,将抽象的问题变得具体化的解题方法㊂2.运用极限思维法的好处㊂运用常规思路进行解题时,同学们很容易受到定式思维的影响,没办法找到解题的突破口,甚至还会出现在完成一道题目的解答后检查时又将原本正确的答案改成错误的情况㊂若能运用极限思维法,对题目和结果进行逆向推理,则可以更好地了解出题人的意图,快速找到解题的突破口,顺利解答问题,还能为其他试题的分析节省时间㊂二㊁极限思维法在高中物理中的运用1.分析临界状态问题㊂某一物理现象转化为另一物理现象的转折状态叫临界状态,临界状态可理解为 恰好出现 或 恰好不出现 的交界状态㊂处理临界问题的关键是要详细分析物理过程,根据条件变化或状态变化,采用极限思维寻找临界点或临界条件㊂图1例如,如图1所示,光滑圆球恰好放在木块的圆弧槽中,它与圆弧槽左边的接触点为A ,圆弧槽的半径为R ,且O A 与水平线成α角㊂通过实验知道:当木块的加速度过大时,圆球可以从圆弧槽中滚出㊂圆球的质量为m ,木块的质量为M ,各种摩擦及绳和滑轮的质量不计,则木块向右的加速度最小为多大时圆球才能离开圆弧槽?解:采用极限思维将问题推向两个极端㊂(1)当a 较小时,圆球受到重力和支持力,支持力的作用点是最底端;(2)当a 足够大时,支持力的作用点移到A 点,圆球即将离开圆弧槽,此状态为临界状态㊂图2分析小球的受力情况,如图2所示㊂由牛顿第二定律得N s i n α=m g ,N c o s α=m a ,显然,当木块向右的加速度a >gt a n θ时,圆球离开圆弧槽㊂2.理解变速运动中的速度和加速度的概念㊂在高中物理中,平均速度的定义式是v =ΔxΔt,表示物体在时间间隔Δt 内的平均运动快慢程度;平均加速度的定义式是a =ΔvΔt ,表示物体在时间间隔Δt 内的平均运动速度快慢程度㊂当采用极限思维法将时间间隔Δt推至无限小时,ΔxΔt 就表示物体在时刻t 的瞬时速度,ΔvΔt 就表示物体在时刻t 的瞬时加速度㊂结束语:运用极限思维法能够把复杂的题目变得简便易解,节约解题时间,提升解题效率㊂经过不断的思维训练,同学们能够在传统的学习方法中开拓出新的思路,进而形成一套最适合自己的学习方法,最终在学习上达到事半功倍的效果㊂所以,同学们在学习高中物理时,一定要注意各种方法的提炼和应用㊂作者单位:重庆市万州第一中学73基础物理 障碍分析 自主招生 2020年6月。
极限思维法在高中物理解题中的应用作者:王钰来源:《中学生数理化·学习研究》2017年第06期利用极限思维法进行物理解题,能够通过直观形式引导我们进行正确解题,节省推导公式、计算公式的时间,化难为易,提高解题效率,提高我们对物理解题的自信心。
一、极限思维法在物理解题中的应用将极限思维方法应用在解题路径寻求上,就是将问题中的极限化转成与问题有关的解题过程。
图1例1如图1,假设A斜面与B斜面的高度相同,A、B两个斜面的总长度也相同,如果两个质量、大小、材质相同的小球同时从两个斜面顶端滑下,问:哪一个小球先到达斜面底部?解析:因为L=12at2,a=gsinα=g·h[]L,所以t=2L[]a=2L[]2gh。
利用极限思维方法对该题进行分析,则假设∠β=90°,则小球自由下落高度h获得的速度v=2gh,需要的时间t1=2h2gh,沿小球运动的时间t2=L-h[]2gh,所以小球在B斜面上运动的时间为t1+t2=L+h2gh。
因为L>h,所以A斜面上小球的运动时间大于B斜面上小球的运动时间,所以B斜面上的小球先到斜面底部。
二、极限思维法在定量计算与定性检测题型中的应用高中物理本身具有严密的逻辑性与复杂性,在问题解答过程中通常会应用到定式思维,但也正因此同学们常常会受到定式思维的约束影响,对题意理解出现偏差,最终导致解题出错。
将极限思维法应用到解决物理问题中,最大的优势在于节省公式推导与计算时间,以更简捷的方式进行解题,以提高解题效率,避免出现解题错误。
物理解题中利用极限思维方法其实用性、科学性以及应用性较强。
三、应用极限思维法进行检验在物理解题过程中还可以将极限思维法应用于解题结果的检验中,运用逆向思維与极限思想将物理量间相互关系的可能性推向极限,进而判断其合理性。
例2升降机中有一个物体,当升降机以a=5[]4g的加速度匀减速上升时,物体对底板的压力为多少?解析:以该升降机中物体为研究对象,物体受到向下的重力为mg,底板对物体向上的支持力为N,根据已知条件物体的运动状态为向上做匀减速运动,加速度方向向下。
极限思维在高中物理解题中的有效应用探讨摘要:在高中物理教学过程中,高中物理的难度性和复杂性增加了学生物理学习的负担,使得学生在物理学习过程中找不到科学的学习方法,从而影响了物理学习的发展。
在高中物理教学中,利用极限思维不仅可以帮学生打开解题思路,而且还能增强学生的解题效率和思维能力,对于学生物理学习的提高有着重要的意义。
现如今的物理教学中,极限思维已经成为一种普遍的教学方法。
本文对极限思维在高中物理解题中的应用进行了探讨,供同行参考。
关键词:极限思维;高中物理;物理教学极限思维法也叫极点思维法,极限思维的主要定义是指两个量在某一个空间领域的变化关系,这种关系或是单调上升或是单调下降的函数关系,连续改变其中的量,使得某空间领域变化在一定的区间内达到极点或是极限,应用这种思维解物理题的方法就叫极限思维法。
极限思维法对于高中物理教学有着重要的意义。
因此,要想促进高中物理教学的发展,促进学生解物理题能力的提升,就要不断地优化极限思维法,增强极限思维法在高中物理教学中的应用。
一、极限思维在高中物理解题中的重要性极限思维在高中物理解题中具有重要的应用价值。
极限思维通过科学、创新、逻辑性强的思维模式及解题方法,这种思维可将事物的变化限定在两个极端中,无论什么空间什么事物,都可以这样设置,从而分析出事物在变化过程中从一端到另一端之间存在的发展规律,并找到解决问题的途径。
极限思维应用于高中物理解题中,化复杂为简单,使得物理的解题分析层次分明、逻辑严谨,学生在解答的过程中从极端化的思路出发,不仅可以极大的增加学生对题目信息和解题方法的了解,同时也精简了解题步骤和解题时间。
总的来说,极限思维对于学生学习成绩的提高和学习方法的优化具有极大的帮助,极限思维在高中物理的学习中得到了学生们的一致认可,不仅提高了成绩,还促进了学生的全面发展。
二、极限思维在高中物理中的体现高中学生都知道,应用物理公式解题,可以提升他们的推理能力,可以快速而正确地解析习题,可见物理公式的重要性。
极限思维法在高中物理解题中的有效运用
发表时间:2018-08-31T15:41:53.547Z 来源:《中小学教育》2018年第328期作者:牛晓婷[导读] 极限思维法被较为广泛地运用于高中物理解题方法中。
陕西省府谷中学719400
摘要:高中生解物理题时往往采取多种解决方法,在高中涉及到的多种解题方法中,极限思维法是一种相对其他解决方法而言较为简单便捷的方法。
因此,极限思维法被较为广泛地运用于高中物理解题方法中。
如果能够将极限思维法有效地运用于分析高中物理题目,就能绕开普遍思维,另辟捷径,从而将难题简化,快速准确地解决物理题目。
本文将通过举例说明极限思维法在高中物理解题中的运用。
关键词:极限思维法高中物理题解题思路所谓“极限思维”就是在遇到难题的时候,从所遇问题的极端角度出发思考问题,对所遇问题假设特殊的情况加以解决。
著名的物理学家伽利略也曾通过极限思维法推翻了亚里士多德的物理力学观点思想。
一、极限思维法能突破解题思路
比如:一辆小车在经过一根跨过定滑轮的绳PQ,提升了井中的质量为m的物体(如图1所示),绳的P端拴在车后的挂钩之上,Q端拴在物体上,那么如果设绳的长度不变,绳的质量、定滑轮的质量以及尺寸滑轮上的摩擦都将其忽略不计。
开始时,车在A点,左右两边的绳子都已拉紧,并且是保持竖直的,左侧的绳子长度为H,拉伸时,小车的速度开始加速然后向左移动,并且保持水平从A经B移向C。
如果设置A到B的距离也为H,那么车子在经过B点时候的速度为VB,那么求车子在由A移向B的过程中,绳子的起始顶端的拉力对物体所做的功。
学生解答这道题时,由于往常解题思路的限制,难免出现两种错误的计算结果。
但是其实想要解决这道题并不难,是运用了动能定理求得了绳子Q端的拉力对物体所做的功,因此要解决这个题目的关键所在就是能否可以经过计算正确地得出车子到达B点的时候,物体所表现的即时速度的多少Vt。
学生答题时的情况:也就是Vt=VB,之后Vt=。
而我们正确的计算方法是经过图1我们可以知道,绳子的速度V是在从A点经B点往C点的整个过程中,随着θ角而变,因此我们可以从B 点的向外推到两个极端数值进行考察。
在A点时θ=90°,绳子的运动速度V=0,而当小车开向无穷大的距离时,θ=0°,那么此时绳子的速度是组建的从A点增加到等于车速,由此在从A的无穷大的区间绳子移动速度在持续加大的变化规律则应满足关系:V=V车, cos90°=0。
由此可以验证:在A点,V=V车,cos90°=0,在无穷大的时候,V=V车, cos180°=V车,因此在B点应用了公式:V=VBcosθ,因为V1=V,因此得出了小车到达B点时候的速度Vt,那么这道题目就迎刃而解了。
将物体的运动为研究对象,由此运用动能的定理公式得出题目结果。
即:WF= mvB2=(2-1)mgH。
二、极限思维方法能提高做题效率
比如:(如图2所示)将一个物体置于平衡状态。
如果要求把AC换作一条较长的绳子,那么AC`,AB杆则一直保持平衡状态,那么这个装置仍然可以保持平衡。
在这种情况下,AC绳子的承受的张力T和AB杆所受到的压力N相较于原来有()改变AC绳子的长度,同时保持装置的平衡AB杆与地面连接。
A. T增大,N减小
B. T、N均减小
C. T减小,N增大
D. T、N均减小
在学生们运用通常的解题思路解答这道题的时候,所采用的解法往往是设置AC绳子与水平方向的夹角为θ,那么现在要研究的对象设置为A,受到了AB杆的拉力支撑,N`和AC绳子的拉力T以及AD绳子所受到的拉力(带下等于G)这三个作用力而处于平衡的状态。
那么根据共力点的平衡条件,可以运用水平:G-T`cosθ=0;竖直:N`-T`sinθ=0进而通过利用牛顿第三定律T`=-T,N`=-N。
进而得出T、N的大小分别为:T=G/cosθ,N=Gtgθ,由此得知正确答案选D。
但是如果采用的是极限思维算法,那么解题思路就是:当θ=0°时,N=0,T=G,当θ=90°时,N`很大,T=N也很大,那么当θ减小的时候,T、N也就相应都减小,因此正确答案选D。
由此可见极限思维法的方便快捷。
三、应用极限思维法检验计算结果
比如:当升降机中存在一个物体,升降机以a= g的匀加速上升时,那么物体的底板所受的压力数值?
解答过程是以物体为研究的对象,那么物体在受到向下的重力mg时,底板上对于物体向上的支撑力为N,那么物体始终是匀加速往上移状态,加速度a方向向上。
根据牛顿的第二定律,算知:mg-N=ma,因此N=mg-ma=- mg,也就是物体对于底板的承受压力是物体重量的倍。
对其计算结果运用极限思维进行检验,假设物体在上升时升降机向下至某一点的时候,临界数值为a0=g,那么此刻升降机中的物体将会完全失重,而物体对于底板的压力恰好为0。
而此刻得知升降机的加速度为a= g(方向是竖直向下的),由此可见a>a0,因此,上述的解答结果是错误的。
参考文献
王亭朝推理法在高中物理解题中的应用[J].学周刊,2016,(34),154-155。