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借助极限思维法巧解高中物理题论文

发布时间:2023-11-08 14:06:13 文章来源:SCI论文网 我要评论














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  摘 要 : 在高中物理中有着比较多的公式,通过高中物理教学要求学生掌握和利用公式,灵活 使用公式解决物理问题.极限思维法是一种常见的物理解题方式,和其他物理解题方式相比,极限 思维法更加直接、快速.在高中物理解题中,引导学生利用极限思维法,对物理问题进行分析,提高 学生解题速度,将复杂困难的问题变得简单,达到事半功倍的解题效果.本文探究高中物理解题中 极限思维法应用策略.

  极限思维法主要是两个量在某个空间中的变化 关系,如单调上升或者下降的函数关系,通过改变其 中的量,使得空间内变化在某个区间内达到极限.在 高中物理解题中,极限思维法有着重要的作用,借助 极限思维法有利于高中物理教学发展,提高学生解 题能力,因此,需要不断优化极限思维法,加强极限 思维法的应用.借助极限思维法解决综合性强和复 杂性问题,提高学生物理解题效率.

  1 高中物理解题中极限思维法应用的重要性

  高中物理解题中,极限思维法有着重要的作用, 借助有效的思维方式和解题方法,将事物变化限定 在极端内,在任意的空间或者事物中都可以进行设 置,对事物变化过程中发展规律进行分析,找出问题 解决的有效方式.极限思维法在高中解题中应用,能 够将复杂问题简单化,使得物理解题思路更加清晰, 在解题过程中,能够从极端思路出发,深入理解题目 信息,了解解题方式,简化解题步骤.总体来说,极限 思维法能够提高学生学习成绩,帮助学生掌握解题方法,得到高中学生的认可,实现学生的全面发展.
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  2 高中物理解题中极限思维法的应用

  2.1 借助极限思维法,明确解题突破点

  高中物理知识具有复杂性的特点,体现在各种 类型题目中,对于条件多、数据复杂的题目类型,解 题信息获取难度较大,面对这样的情况,借助极限思 维法,能够提高解题效果.高中物理解题中,借助极 限思维,假设任意变量,在空间内达到极限点,完成 题目解答.通过这样的方式,帮助学生找出解题思 路,剔除无用无关信息,提高学生解题效率.

  例题 如图 1 所示,在一口深井中提出一个物 体,现在采取定滑轮提取的方式,使用汽车和定滑轮 组合,在滑轮上的绳子是 PQ,物体的质量是 m,在汽 车后面挂钩位置挂上绳子 P 端,绳子的 Q 端和物体 相连.假设绳子总长度不变化,忽略绳子、定滑轮的 质量,滑轮上的摩擦力不计,当汽车开始运动时,汽 车位于 A 点,绳子处于绷直状态,两侧绳子都处于 竖直方向,定滑轮左侧绳子长度是 H,当物体提升时,汽车向左做加速运动,沿着水平方向从 A 点运 动到 C 点,途中经过 B 点.如果 A 点到 B 点的距离 也是 H,经过 B 时,汽车的速度是 VB,求解汽车从 A 点到 B 点的运动中,绳子对物体所做的功.
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  解析 对于此种类型题目,题目中并没有给出 到达 B 点时物体的速度,使得解题较为困难.在解 题中,学生很容易出现错误,如将汽车到达 B 点时 的速度和物体速度等同,对于这样的错误,主要是学 生没有考虑速度方向.想要解答此题目,需要明确两 者速度的关系,结合图 1 可以得出,绳子的速度和 θ 角的变化有关,θ 角则随着汽车从 A 到 B 再到 C 的 过程发生变化.作为教师,需要引导学生利用极限思 维法,利用两个理想极限值完成解题. 当 汽 车 在 A 点时,θ = 90°,绳子的速度是 0.当汽车行驶到无穷 远时,θ = 0°,绳子的速度和汽车速度相同. 因此,汽 车 A 点到无穷远的区间内,绳子速度的变化规律是 V = V车 cos90° = V车,通过这样得出汽车到 B 点的速 度,V = VB cosθ,计算出汽车到达 B 点时物体的速度. 通过极限思维法,明确解题思路,突破解题难点,轻 松求解出绳子对物体做的功.

  2.2 借助极限思维法,明确解题思路

  高中物理解题中,除了找出解题突破点,还需要 有着明确的解题思路,根据解题将需要的知识点联 系在一起,得到最佳的解题方式.根据这样的解题需 求,教师可以引导学生利用极限思维,将题目问题进 行极限转化,有效完成问题解答.

  例题 如图 2 所示,在水平面上放置有甲、乙两 个斜坡装置,斜坡的坡面是光滑的,两个斜坡的高度 相同,从顶端到底端的距离是一样的,斜面甲是直 线,斜面乙则分为两个部分,如果在两个斜面顶端分别静止释放一个小球,只考虑重力做的功,请问小球在那个斜面最先到达底端? (两个小球完全相同).
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个部分,分析时条件不足,常规解题方式应用较为困 难.因此,教师可以让学生利用极限思维方式,对题 目进行分析,求解小球在斜面乙上运动的时间.斜面 乙和斜面甲的不同点是斜面乙存在夹角,因此,可以 从夹角入手,两部分的夹角大小范围是 90° 到 180°. 当两个部分的夹角是 180° 时,可以对斜面甲做出分 析,当两个部分的夹角是 90° 时,小球运动可以分成 两个阶段计算.第一个阶段则是小球做自由落体运
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于 90° 且小于 180°,所以小球在斜面乙上的运动时 间比斜面甲上运动的时间小,通过讨论和分析,可以 得出斜面乙上小球运动的时间短,先达到底部.

  2.3 利用极限思维法,提高学生解题效率

  在高中物理解题中,大部分的物理题目求解时, 对物理变量有着一定的区间限定,针对此种类型的 问题,教师可以让学生利用极限思维方式,对临界值进行推算或者假设,在对临界状态做出分析之后,形 成问题分析和解答的基准,有效提高学生解题效率.

  例题 如图 3 所示,图中的装置处于平衡状态, 将 AC 换成长一些的绳子 AC',杆 AB 处于竖直状态, 装置依旧处于平衡状态,那么绳子 AC'受到的张力FT 和杆 AB 受到的压力 FN 相对于原来来说,有什么 样的变化( ).

  A.FT 增加,FN 减少

  B.FT 、FN 都增加

  C.FT 减少,FN 增加

  D.FT 、FN 都减少
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  解析 教师可以引导学生利用极限思维法,帮 助学生找出解题思路.根据题目假设绳索 AC 和水 平面的夹角是 0°,即绳索和 AB 垂直,此时的 FT = G,FN = 0.之 后,假 设 绳 索 AC 和水平面的夹角是 90°,此时 FT = FN,且 FT 趋向无限大.根据结论对题 目进行分析,在绳索更换成 AC'后,其和水平面的夹 角逐渐变小,在夹角从 90° 到 0° 的变化中,FT 值和FN 值在逐渐变小,得出相应的结论,简化解题过程, 明确问题解题方式.对图进行分析,得出当 θ 为零 时,FT = G,FN = 0.当 θ = 90° 时,FN 很大,FT 随着 FN 的增加而增加,当 θ 减小时,FT 和 FN 也逐渐减小.

  2.4 借助极限思维法,培养学生灵活思维

  高中物理解题中,利用极限思维法解决计算和 分析题目外,还可以让学生利用极限思维法解决选 择,引导学生采取灵活的方式解题,保证解题效率和准确性,让学生可以更快的找出答案.

  例题 一辆小车上有着一个固定的斜面,使用 细绳将一个小球连在车顶,此时小车在水平面做直 线运动,如果某个时刻,小球处于如图 4 中的状态,斜面对小球的支撑力是 FN,细绳拉力是 FT,下述有 关小球此时受力分析正确的是( ).

  A.小车向左运动时,FN 的值可能是 0

  B.小车向左运动时,FT 的值可能是 0

  B.小车向右运动时,FN 的值不可能是 0

        D 小车向右运动时,FT 的值不可能是 0
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  解析 根据选项中的结论,可以让学生利用极 限思维的方式思考问题,在分析 FN 时,假设斜面对 小球的支持力 FN 是 0.小球则只受到重力和拉力作 用,并且其合力是水平向右,此时小车有可能是向右 做加速运动,或者是向左做减速运动,因此,可以得 出选择 A 正确,选项 C 错误.在分析 FT 时,假设绳索 拉力 FT 是 0.小球受到重力和支持力,合力水平向 左,小车可能向左加速运动,也可能是向右减速运 动,因此,B 选项正确,D 选项错误.

  2.5 利用极限思维法,快速解答疑难问题

  运动学是高中物理的重要内容,主要有匀加速 直线运动、平抛运动、圆周运动等,竖直上抛运动则 是匀加速直线运动的重要内容,物体上升时,受到重 力和空气阻力影响,两者方向竖直向下,下落时,物 体重力方向向下,空气阻力向上.高中物理习题中, 结合竖直上抛内容,考查学生对匀加速直线运动的 理解,要求学生具备灵活的思维,针对问题做出分 析,利用极限思维法,提高解题效率.

  例题 将某物体以 v1 的初速度竖直上抛,重新
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  解析 假设空气阻力无限趋向于零,那么 f 和 重力 G 的比值则无限接近零,此时 K 的值则趋向接 近于 1.此题是选择题,可以将 K = 1 带入其中,选择中结果为零的则是正确选项,正确答案是 D.

  2.6 利用极限思维法,掌握解题技巧

  弹簧类习题是高中物理的常见题型,能 够 考 查学生对受力知识以及能量知识的掌握程度.弹 簧形变不 同,则是会产生不同的力的效果,学 生 对问题分 析 时,难以做好准确把握. 为 了 帮 助 学 生掌握解题技巧,注重直观方式展示不同形态下 弹簧弹力 的 情 况,夯实学生基础知识,借 助 极 限 思维法的 利 用,锻炼学生思维能力,面 对 类 似 的 问题,能够采取多种解题方式,灵活利用解题技 巧,保证答案的准确性.

  例题 如图 5 所示,一个轻质弹簧的两端各连 接一个小球,小球质量分别是 m1 、m2.使用一根细线 L1 将 m1 和 OO'轴相连.如果两个小球均以角速度 ω 在光滑水平面转动,两球之间距离是 L2.在某一时刻细线忽然断开,在断开的一瞬,两个球的加速度分 别是( ).
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  解析 得出正确的答案.根据两个小球的质量 m1 和 m2.假设 m1 无限接近 m2.在细绳断开时,弹簧 受力大小一致,方向相反,那么两个小球的加速度也 是一致的,方向也是相反的.将 m1 = m2 带入四个选 项,找出 B 选项符合要求.

  2.7 利用极限思维法,检验问题结果

  高中物理解题中,利用极限思维检验计算结果, 能够判断结果的准确性,提高学生解题准确率,有利于学生考试成绩的提升.

例题   在一架升降机底板上放入一个物体。升
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  果是错误 的,正确的答案是整个运动中,物 体 脱 离底板,物体对底板的 压 力 是 零. 因 此,利 用 极 限 思维能够检验解题结果,判 断 其 准 确 性,提 高 学 生解题准确率.
 
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  在高中物理解题中,利用极限思维法,能够达到 事半功倍 的 效 果,借助极限思维法,帮 助 学 生 理 解分析问题,寻找解题 突 破 点,明 确 解 题 思 路,掌 握解题方法和技巧,提高学生解题效率. 同 时,利 用极限思 维 法,能够检验物理解题结果,培 养 学 生严谨的 学 习 态 度,实现复杂问题简单化,提 高 学生解题效率和质量.

  参考文献 :

  [1] 李明.高中物理解题中极限思维法的应用 [J].数理化解题研究,2021 (15) : 2.
  [2] 胡连岁.高中物理解题中极限思维法的应用探析 [J].数理化学习 (教研版) ,2019 (7) : 2.
  [3] 郑建平.解析高中物理解题中极限思维法的实践 [J].中学生数理化(教与学) ,2019 (10) : 1.
  [4] 席海福.如何巧用极限思维法解高中物理题 [J].数理化学习( 高一二版) ,2019(5) :45-46.
 
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