高中物理解題教學(xué)中運(yùn)用極限思維

盛宏根

由于物理知識本身具有一定的難度，而且教師的教學(xué)方式需要適當(dāng)做出調(diào)整，所以物理學(xué)科一直是學(xué)生學(xué)習(xí)中的困難所在.在高中物理解題教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用極限思維，提高學(xué)生的解題能力.

一、運(yùn)用極限思維，找到解題的突破口

高中物理試題是對課本理論知識的抽象性概括.在解題過程中，學(xué)生要對不同的物理知識點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)分析，從而快速找出解題的方法.

例如，如圖1，一輛車通過定滑輪的繩PQ提升物品m，P端栓于車的后掛鉤之上，Q端則栓于物體之上.如果繩子的總長度保持不變，將繩子和定滑輪的重量、定滑輪的尺寸、在滑輪上產(chǎn)生的摩擦忽略.車在A點(diǎn)開始時，左側(cè)和右側(cè)的繩子均處在綁緊且豎直的狀態(tài)，左側(cè)的繩子總長度為H，提升的時候車會向左加速運(yùn)動，向著水平方向從A點(diǎn)經(jīng)過B點(diǎn)最后駛向C點(diǎn)，A點(diǎn)至B點(diǎn)的距離也是H，車經(jīng)B點(diǎn)的時候其速度為vB.根據(jù)上述內(nèi)容，求小車運(yùn)動至B點(diǎn)時物體的速度以及車從A至B點(diǎn)的過程中繩子Q端拉力對物體所做的功.此題主要考查學(xué)生對動能定理、速度合成與分解知識的綜合運(yùn)用，難度為中等.B點(diǎn)速度分解成沿繩子方向和垂直繩子方向，物體的速度等于沿繩子的方向的速度.解略.

二、運(yùn)用極限思維，探討解題思路

在學(xué)習(xí)物理知識時，學(xué)生會遇到各種各樣的疑難問題.教師引導(dǎo)學(xué)生對遇到的疑難問題進(jìn)行總結(jié)，讓學(xué)生相互討論，了解相關(guān)的解題思路.

例如，如圖2，把一個石塊從傾角為θ的斜面上，以初速度為v0水平拋出，落到斜面上某個點(diǎn)上.請問：石塊運(yùn)動過程中與斜面相距的最大距離是多少？石塊運(yùn)動過程中與斜面相距的最大距離位置是：速度方向和斜面平行時的距離.在計(jì)算這段距離時，解題程序煩瑣.教師可以引導(dǎo)學(xué)生將v0分解為：沿斜面方向的v0cosθ和垂直斜面方向的v0sinθ，然后將重力加速度分解為沿斜面方向的gsinθ與垂直斜面向下方向的gcosθ.在此基礎(chǔ)上，石塊平拋運(yùn)動的過程可以應(yīng)用等效思維，轉(zhuǎn)化為斜面方向的勻加速直線運(yùn)動，以及垂直于斜面方向的勻減速直線運(yùn)動.一旦石塊到達(dá)與斜面相距最大距離時，垂直于斜面方向的速度減為0.因此，石塊距離斜面的最大距離h=0-（v0sinθi2）-2gcosθ=v0sin2θ2gcosθ.

三、運(yùn)用極限思維，提高解題效率

物理知識中常用的模型主要有：（1）對象模型.教師在物理教學(xué)中強(qiáng)調(diào)保留物理主要內(nèi)容，舍棄次要內(nèi)容，然后建立物理模型展示現(xiàn)象中的核心點(diǎn)，提高學(xué)生對物理知識學(xué)習(xí)與掌握的能力.（2）條件模型.主要是通過分析研究對象的外部條件，以最理想的狀態(tài)構(gòu)建模型.（3）過程模型.主要是研究物理的現(xiàn)象與本質(zhì)，從物理現(xiàn)象挖掘物理本質(zhì).

例如，在地球繞太陽運(yùn)動時，由于地球和太陽的平均半徑遠(yuǎn)比地球的半徑大，而且地球上各個不同點(diǎn)之間運(yùn)動都相同，所以地球形狀與大小可以忽視，可以把它視為一個“質(zhì)點(diǎn)”進(jìn)行處理.在研究地球的自傳時，由于地球各個點(diǎn)具有不同的半徑，此時需要把地球的大小、形狀忽略不計(jì)，則不能把地球視為“質(zhì)點(diǎn)”進(jìn)行處理.

四、運(yùn)用極限思維，仔細(xì)審題

審題的重要性不言而喻.對學(xué)生來說，認(rèn)真仔細(xì)審題，能夠準(zhǔn)確地理解題目提供的重要條件，并有效分析出題目中隱藏的次要條件，最終迅速求得正確答案.

例如，火車A向前行駛時的速度為v1，而司機(jī)發(fā)現(xiàn)其前方有一輛火車B正以較慢的速度v2進(jìn)行同向勻速運(yùn)動，兩車之間距離為d，于是司機(jī)立即剎車，火車進(jìn)行勻減速運(yùn)動，此時要保證兩輛火車不相撞，那么加速度a需要滿足的條件是什么？假設(shè)火車B是參照物，那么A相對B做初速是（v1-v2），加速度是a的勻減速運(yùn)動.如果A相對B速度是零時，保證兩輛火車不相撞，此后便不會發(fā)生相撞的問題.因此，把不相撞作為臨界條件：A車減速至與B車的車速一致時，此時A相對B的位移是d.所以0-（v1-v2）2=-2ad，a=（v1-v2）22d.故兩輛火車不相撞需要滿足的條件是a≥（v1-v2）22d.

總之，極限思維在高中物理解題中發(fā)揮著重要作用.只有不斷學(xué)習(xí)、不斷練習(xí)，學(xué)生才能提高解題能力.endprint