極限思維法在高中物理的作用

時間:2022-05-28 10:50:29

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極限思維法在高中物理的作用

摘要:隨著新課改教學(xué)思想的不斷深入,在當(dāng)前的高中物理教學(xué)課堂上,對于極限思維的教學(xué)方法,相信不同的教師也會有不同的教學(xué)理解.在實(shí)際的調(diào)查中發(fā)現(xiàn),當(dāng)前有不少學(xué)生在對物理問題進(jìn)行解答的時候表現(xiàn)出了一些矛盾點(diǎn),影響了其學(xué)習(xí)的主動性和積極性,降低了整體化的學(xué)習(xí)效率.為了改善這方面的情況,本文對極限思維法在高中物理教學(xué)上的應(yīng)用內(nèi)容展開探究,希望能起到一些積極的參考作用

關(guān)鍵詞:極限思維法;高中物理;應(yīng)用探究

極限思維所指的內(nèi)容,就是在對某一問題進(jìn)行解答的過程中,假設(shè)從最極端的可能上進(jìn)行考量,利用事物之間所存在的連續(xù)性,準(zhǔn)確找出難題破解的方法和答案.在對高中物理知識進(jìn)行學(xué)習(xí)的時候,利用極限思維可以對某一空間中的忙碌思維展開極限化的思考,將這種關(guān)系限定在兩個極端之中,然后根據(jù)兩個極端事物在發(fā)展過程中的連續(xù)性,找出解決問題的方法.在實(shí)際的應(yīng)用過程中,教師也應(yīng)該了解學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況,掌握其對極限思維法的認(rèn)知方向,做出有效的教學(xué)引導(dǎo),這樣才能切實(shí)提升物理課堂的教學(xué)質(zhì)量,為學(xué)生以后的學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定基礎(chǔ).

一、把握住解題的突破點(diǎn)

在高中物理課堂上應(yīng)用極限思維方法進(jìn)行解題的時候,其最主要的特征就是從極端化的角度,來對問題的解決方法展開思考,就實(shí)際問題中的兩個極限的量的變化關(guān)系,或者是單調(diào)上升,或者是單調(diào)向上的函數(shù)內(nèi)容,假設(shè)其中任意一個變量在這個空間內(nèi)的極限點(diǎn),來對問題進(jìn)行解答[1].在利用這種方法解決物理題目的時候,可以在較為龐大的物理信息中,選取出一些有效的接替信息,進(jìn)而幫助學(xué)生把握住解題的突破口,排除一些干擾選項(xiàng).例如,在對電阻、電壓以及電流三者之間的變量關(guān)系進(jìn)行研究的時候,大家經(jīng)常會遇到這種類型的問題:A、B屬于串聯(lián)電路中的一部分,R與R1為A、B端上的電阻,其中R為可變電阻,R2為總電阻,當(dāng)R增大時在下面這三種情況里,哪項(xiàng)信息正確?一是A、B間的電壓減小;二是A、B間的電壓增大;三是經(jīng)過R的電流減?。趯@道題目進(jìn)行解析的過程中,教師不妨對解題的突破點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)的說明和引導(dǎo).在題目中,電阻R是一個十分重要的條件,不妨假設(shè)這樣一種情況,就是增大R到無窮值之后,這種時候A與B的總阻值也達(dá)到了最大值,這樣就可以利用分壓的原理內(nèi)容,分析出UAB也存在著最大值,所以可以得出,當(dāng)R為極限大時,電流的值為0,這樣可以推斷出第二種情況和第三種情況是正確的.

二、掌握有效的解題途徑

不同于初中階段的物理學(xué)習(xí),高中時期的物理問題具有較強(qiáng)的復(fù)雜性和較深的抽象程度,這對于學(xué)生而言,無疑會成為較大的學(xué)習(xí)障礙.在利用極限思維法進(jìn)行高中物理解題的過程中,可以幫助學(xué)生掌握有效的解題途徑,將那些較為抽象的題目,變得更為直觀化、形象化.在利用極限思維法對題目進(jìn)行轉(zhuǎn)化的過程中,教師也可以把握住相關(guān)的教學(xué)切入點(diǎn),讓學(xué)生對這些問題內(nèi)容展開更為深入的研究和探討,進(jìn)而提升學(xué)生的解題水平.例如,在對“斜面與球”的關(guān)系進(jìn)行探究的過程中,教師可能會對這一類的題目留有印象:甲乙兩個斜面所處的高度相同,均為h,甲斜面由一個斜面組成,乙斜面由兩個斜面組成,甲乙兩個斜面的總長度相同.已知甲斜面的傾斜角度為α,乙斜面的傾斜角度為β,α與β不相等,假設(shè)兩個重量相同的小球從斜面的頂端滑下,忽視摩擦力和能量損失的內(nèi)容,請問哪一個小球可以最快到達(dá)底部?在對這類問題進(jìn)行解決的時候,運(yùn)用極限思維,設(shè)甲斜面高度為h,長度為L,則由L=12gsinαt21,sinα=hL,解得t1=2L2槡gh;將乙斜面作極端處理:先讓小球向下運(yùn)動,再水平運(yùn)動,t2=2h槡g+L-h(huán)2槡gh=L+h2槡gh<t1.可以得知乙斜面的小球可以更快達(dá)到底部.

三、檢驗(yàn)相關(guān)的解題成果

在對物理題目進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程中,運(yùn)用極限思維法,可以對自己所得出的結(jié)果進(jìn)行檢測,這樣就可以提升學(xué)生解題的準(zhǔn)確程度,避免傳統(tǒng)解題方法所帶來的局限性.一旦發(fā)現(xiàn)解題錯誤,教師也可以幫助學(xué)生在原有的知識基礎(chǔ)上對其進(jìn)行改正,讓學(xué)生正視自己的解題漏洞,提升解題的準(zhǔn)確率,這樣也能夠幫助學(xué)生具備更為高效的解題思路.尤其是在考試中,利用極限思維法解題,可以幫助學(xué)生為后續(xù)的難題留出充足的時間,提升學(xué)生的測驗(yàn)成績[2].例如在這種類型的物理題目中:飛機(jī)上存在著一個物體,當(dāng)飛機(jī)的加速度為勻減速a時上升,那么飛機(jī)在加速過程中,物體對底板的壓力值為多少?在對這類問題進(jìn)行解決的時候,教師首先需要幫助學(xué)生對題目中的對象進(jìn)行明確.在這道題目中,所詢問的對象是物體,然后是要了解這個物體所處的狀態(tài),也即是處在一個加速度運(yùn)行的過程中.假設(shè)物體本身的重力為mg,底板對于物體的支持力為N,在勻減速運(yùn)動的狀態(tài)下,物體還會存在著方向向下的加速度,這樣就可以得出ma=mg-N的算式,可以順勢推導(dǎo)出N=mg-ma.而在對這個答案進(jìn)行檢測的時候,可以假設(shè)飛機(jī)向下的加速度可以達(dá)到一個極限值,這樣物體對于底板的壓力為0,可以證明答案的準(zhǔn)確性.再比如像在“升降機(jī)里面存在一個物體,當(dāng)其以a=54g的加速度勻減速上升的時候,求物體對底板的壓力.”針對這類題型,當(dāng)學(xué)生得出答案之后,可以利用極限思維法展開檢驗(yàn),先設(shè)上升過程中,升降機(jī)往下的加速度a0至某一臨界值,這個時候物體處于失重狀態(tài),對底板造成的壓力為0.現(xiàn)在已知升降機(jī)的加速度為54g,方向豎直向下,那么可以了解到a>a0,物體和底板存在著脫離的可能,所以其對底板的壓力為0,檢驗(yàn)結(jié)果一目了然.

四、樹立相應(yīng)的解題原則

在解答物理題目的過程中,由于學(xué)生間存在著一定的差異性,所以他們的解題切入點(diǎn)也會有所不同.教師在實(shí)際的教學(xué)過程中,應(yīng)用極限思維可以幫助學(xué)生樹立相應(yīng)的解題原則,幫助學(xué)生掌握正確的思考方向;還有,在解題的時候,一些題目中的物理量互相關(guān)聯(lián),學(xué)生很容易出現(xiàn)混淆計(jì)算的情況,影響答案的準(zhǔn)確性[3].而極限思維法可以規(guī)避這方面的問題,保證學(xué)生掌握解題的正確方式;最后,極限思維法能夠引導(dǎo)學(xué)生在解題過程中養(yǎng)成良好的解題習(xí)慣,提升其解題的速度.例如,在解題過程中,學(xué)生經(jīng)常會遇到考察“瞬時功率”的問題,“繩子的一端被固定在A點(diǎn),在繩子的另一端綁上小球.先將繩子沿著水平線進(jìn)行拉伸,然后放開繩子,當(dāng)小球達(dá)到與其水平方向垂直的位置時,其瞬間功率的變化如何?”在對這種類型的題目進(jìn)行解答時,有不少學(xué)生剛開始的判斷是“減小→增大”,這種判斷上的錯誤,也會導(dǎo)致后續(xù)解題出現(xiàn)困難.教師可以幫助學(xué)生利用極限思維法來回顧問題,并結(jié)合相關(guān)的運(yùn)動圖來進(jìn)行解析,這樣可以了解到小球的瞬時功率變化為“增大→減小”,確保解題的準(zhǔn)確性.還有,在解題教學(xué)的過程中,教師也應(yīng)該通過極限教學(xué)法的內(nèi)容,讓學(xué)生意識到解題效率方面的問題.面對眾多的物理變量,學(xué)生剛開始解題可能會無從下手,借助極限教學(xué)法,學(xué)生能夠在解題過程中保持冷靜,找準(zhǔn)解題方式,深化其解題能力.總之,采用極限思維法進(jìn)行解題,可以讓原本復(fù)雜的問題簡單化,從所給出的結(jié)果內(nèi)容出發(fā),那些抽象的知識點(diǎn)將會變得更為簡單,這便于教師講解工作的進(jìn)行,省去了原理推導(dǎo)的過程,也大大節(jié)省了學(xué)生的解題時間.

參考文獻(xiàn):

[1]吳強(qiáng).極限思維法在高中物理解題中的應(yīng)用[J].高考:綜合版,2015(12):272.

[2]周志宏.極限思維法在高中物理解題中的應(yīng)用[J].高等函授學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2012,25(06):88-90.

[3]王萍.淺談極限思維法在高中物理解題中的應(yīng)用[J].?dāng)?shù)理化學(xué)習(xí),2013(11):4.

作者:胡士軍 單位:安徽省阜陽市一職高