極限思維法在高中物理解題中的應用

潘如黛

【摘要】高中物理對于高中理科生來說，是一門非常重要的學科；與此同時，高中物理是一門邏輯性很強、抽象性很高的學科，在學習物理知識過程中，需掌握一些方法，才能夠提高學習物理的效率。值得注意的是，作為高中學生，在高中物理解題過程中，常常會遇到解題困境，因此如何合理的應用物理解題方法非常關鍵。其中，極限思維法在高中物理解題中具備很明顯的作用，能夠提高物理解題的效率，進一步達到優(yōu)化解題的目的。本文在對極限思維法進行概述的基礎上，進一步對極限思維法在高中物理解題中的作用以及具體應用進行分析，希望以此為高中物理解題效率的提高提供有效建議。

【關鍵詞】極限思維法 高中物理 解題

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）52-0082-02

近年來，在教育改革的背景下，學校特別重視各學科教學質量的提高。從高中學生角度考慮，掌握各學科知識的解題方法非常關鍵。其中，高中物理是一門非常重要的學科，掌握必要的物理解題方法顯得很關鍵。值得注意的是，在高中物理解題過程中，會應用到極限思維法，此類方法即將所思考的問題和條件進行理想化假設，當假設被一步步推到極端的情況下，問題的實質便會體現(xiàn)出來，從而達到解決物理問題的目的[1]。為了提高高中物理解題的效率，鑒于此本文針對“極限思維法在高中物理解題中的應用”進行分析與探討具備一定價值意義。

一、極限思維法概述及在高中物理解題中應用的作用分析

1.極限思維法概述

極限思維法。指的是將需要思考的問題以相關的條件進行理想化假設，在假設被一步步推到極端的情況下，問題的實質便呈現(xiàn)出來，從而達到解決最初問題的目的。大量科學實例證明，極限思維是一種非常有效且奇妙的思維技巧。值得注意的是，只有基于一定條件及一定范圍當中，極限思維涉及問題當中的關系量之間的關系才有意義。對于極限思維來說，實質上屬于一類極限假設，此類思維方法在科學發(fā)現(xiàn)過程中，尤其是基于重大的前提性理論構建過程中，存在非常重要的作用。所以，在學習過程中，面對難以解決的問題，便可以應用到極限思維法。

2.極限思維法在高中物理解題中應用的作用

在分析極限思維法在高中物理解題中應用的作用之前，可以先談談伽利略設計的一個實驗，便很好地使用了極限思維法，進而設計了一個極限推導實驗，即：假設摩擦力小的時候可忽略，當球滾下一個斜坡以后，在受到慣性作用的條件下，小球又能夠滾至另一斜面，直至與出發(fā)點一樣高的地方。倘若把上升方向的斜面逐步延長，小球依舊可以滾至同樣高度，這表示小球的于東和斜面的傾斜度沒有關系。從中可知，根據極限假設法的邏輯，當將斜面最后延伸為一條永無止境的平面時，小球也會永恒地滾動下去。亞里士多德的千百年來被人們的常識所認證的“真理”，便被伽利略所使用的極限假設思維法所推翻[2]。

在高中物理解題過程中，利用極限思維法，可以尋找到解題的切入點，還可以提高解題的效率。總結起來，將極限思維法解決高中物理問題，能夠提高高中學生解決某些高中物理問題的效率，并提高學生對所解決問題的理解能力，從而達到高效學習的目的。因此，在高中物理解題過程中，極限思維法的應用值得借鑒及使用。

二、極限思維法在高中物理解題中的具體應用分析

在上述分析過程中，認識到極限思維法在高中物理解題中的作用明顯。所以，為了提高高中學生解決物理問題的能力，便可以合理地應用極限思維法。下面，結合具體實例，對極限思維法的具體應用進行分析。具體實例內容如下：

1.利用極限思維法提升高中物理解題效率

在學習過程中，學生會遇到一些使用常規(guī)方法難以解決的物理問題。面對這種情況，便合理合理、科學地應用極限思維法進行解決。

例如：如圖1所示，某裝置處于平衡狀態(tài)，如果把AC換作一條相對長一些的繩子，AC'、AB桿所承受的壓力N這兩者與原來相比，是（ ）。

A：T增大，N減少；B：T與N均增大；C：T減小，N增大；D：T和N均減小。

解答：面對上述問題，如果采取一般的方法進行分析、解答，那么AC長繩與水平方向存在的夾角為θ，然后將A作為研究對象，其受到AB桿的支持力N'、AC長繩的拉力T'、AD繩拉力這三種力共同作用下依舊維持平衡。當中，AD繩拉力和G相等。根據共同點平衡的條件，可得出方程：水平方向。G-T' cos=0；豎直方向，N'-T' sin=0。根據牛頓第三定律，可知T'=-T，N'=-N，這樣便能夠將T、N兩個的大小求解出來，即T=G/cosθ，N=Gtgθ。根據這些方程式可知，在θ減少時，T也隨之減小，N同樣隨之減小；所以T和N均減小，答案為選項D。

總之，結合上述物理問題，可知面對一些物理問題，可以合理地應用極限思維法，從而達到提升高中物理解題效率的目的[3]。

2.利用極限思維法對解題的結果進行檢驗

在高中物理學習過程中，面對一些物理知識，在解答完畢之后，有必要進行檢驗，看是否解答正確。但是，有時采取常規(guī)的解題方法顯得比較棘手。針對這種情況，便可以合理地應用極限思維法。

例如：升降機里面有一物體，此物體以α=4/5g的加速度勻速上升，那么此過程物體的底板壓力多大。將物體作為研究對象，檔期承受向下的重力mg，底板對物體向上的支持力為N，其是向上做勻減速運動的，加速度方向向下，由牛頓第二定律可知，mg-N=mα，所以N=mg-mα=-1/4mg，即壓力是1/4倍。

利用極限思維法進行檢驗，首先假設上升過程升降機朝向加大某一臨界值α0=g，此時升降機當中物體完全失重，那么對底板產生的壓力便為0。現(xiàn)在已知升降機加速度α為5/4g，方向豎直朝下，則明顯可知α>α0。這樣，便可以知道，物體和底板想要脫離，則對底板的壓力為0，從而檢驗出上述解題方法不是正確的。總之，利用極限思維法檢驗解題結果，能夠幫助高中生檢驗解題答案是否為錯誤，進一步為尋求正確的解決方法找到突破口[4]。

3.利用極限思維法解決抽象物理問題

在高中物理解題過程中，面對一些抽象的題目，學生往往難以下手，不知道解題的突破口在哪兒。對此，可以合理地應用極限思維法進行解題。

例如：如下圖2（甲）所示，將一段粗細不同，但密度分布均勻，粗細變化均勻的木棒在O點支起，讓木棒平衡，若從支點O處將木棒鋸成兩段，則兩段的重為（ ）。

A：G1>G2；B：G1

解答：假設細的那段僅比粗的那段稍微小點，即木棒無限趨近于圓柱體，如圖1（乙），題意未變，顯然從支點O處將木棒鋸成兩段重相等，也就是C為正確答案。

因此，在高中物理解題過程中，面對一些抽象的題目，可以采取極限思維法，從而達到優(yōu)化解題的目的。

三、結語

通過本文的探究，認識到在高中物理解題過程中，可以合理、科學地使用極限思維法。在有效應用極限思維法的基礎上，能夠提高高中物理解題的效率及質量，還能夠利用極限思維法對物理問題的結果進行檢驗，進而達到排除錯誤答案的目的。總之，在高中物理解題過程中，作為高中學生，應當合理地應用極限思維法，一方面掌握一種解題方法，另一方面為物理學習的優(yōu)化奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1]那日蘇.新課標背景下“極限思維法”的應用[J].中國校外教育，2014，（S2）：261.

[2]焦毅，徐剛，陳森玉，秦慶，王九慶.衍射極限儲存環(huán)物理設計研究進展[J].強激光與粒子束，2015，27（04）：276-281.

[3]黃起升.極限思維法在高中物理解題中的應用研究[J].數理化解題研究，2017，（12）：62.

[4]柳生彪.極限思維法在高中物理解題中的應用研究[J].高中數理化，2015，（20）：28-29.