極值法是一種重要的數(shù)學(xué)思想和分析方法。物理上所謂的極值法是指把某一物理量無限放大,取得最大值,從而使問題簡(jiǎn)化的一種解題方法。特別是在解選擇題的時(shí)候更是化繁為簡(jiǎn),不但加快了解題的速度,更重要的是大大降低了學(xué)生解題所遇到的困難,同時(shí)又大大增強(qiáng)了學(xué)生的記憶效果。有老師這樣來形容極值法:自己在上學(xué)時(shí),老師就某一道題講了很長(zhǎng)時(shí)間,算了很大一頁,最后自己還是不明白。而使用了極值法以后,這種問題幾秒鐘就可以解決,并且永不忘記?,F(xiàn)舉幾例來說明。
1.如圖所示,杠桿左右兩端分別掛有20N和30N的重物,杠桿在水平位置平衡。若兩端重物都減少5N。則( )
A.左端下沉 B.右端下沉
C.仍在水平位置平衡 D.以上說法都不對(duì)
常規(guī)解法:
①根據(jù)杠桿平衡條件:(1)左邊動(dòng)力乘以動(dòng)力臂等于右邊阻力乘以阻力臂;(2)左邊動(dòng)力臂大于右邊阻力臂;②當(dāng)都左右兩端都減少5N時(shí),因左邊動(dòng)力臂大于右邊阻力臂,所以左邊動(dòng)力臂和動(dòng)力的乘積減少的就多,則左邊動(dòng)力和動(dòng)力臂的乘積剩余的就少,因此右邊下沉。由于代數(shù)式對(duì)初中學(xué)生來說是一個(gè)難點(diǎn),因此學(xué)生理解起來有一定的困難,效果很不好。此時(shí)也有老師采取用數(shù)據(jù)代入的方法,學(xué)生理解的效果會(huì)好一點(diǎn),但解題速度要大大降低。作為選擇題我們有更好的辦法極值妙解。題目中說兩端都減少5N是泛指,它不是一個(gè)具體值。既然這樣,減少5N是減少,減少20N還是減少,干脆我們就減少20N,答案立即就出來了,好記易懂。
2.如圖所示,甲、乙兩個(gè)實(shí)心均勻正方體,分別放在水平地面上,它們對(duì)地面的壓強(qiáng)都相等。若在兩個(gè)正方體的上部,沿水平方向分別截去相同高度的部分,則剩余部分對(duì)水平地面的壓強(qiáng)關(guān)系是( )
A.P甲
P乙
C.P甲=P乙 D.無法判斷
常規(guī)解法:
由圖可知,甲正方體的高度大于乙正方體的高度,而均勻正方體放在水平地面上對(duì)受力面的壓強(qiáng)可用P=€%jgh來求。由于甲、乙兩正方體對(duì)水平地面的壓強(qiáng)相等,當(dāng)甲的高度大時(shí),甲的密度就小。截去相同的高度后,甲的高度和密度的乘積截去的就少,則甲的密度和高度的乘積剩余的就多,從而得出甲的壓強(qiáng)大于乙的壓強(qiáng)的結(jié)論。
極值妙解:截去相同的部分,我們就截去和乙的高度相同的部分,則結(jié)果立即揭曉。
3.如圖所示,密度均勻的木塊漂浮在水面上,現(xiàn)沿虛線將下部分截去,則剩下的部分將( )
A.上浮一些 B.靜止不動(dòng)
C.下沉一些 D.無法確定
常規(guī)解法:
沒截前,物體漂浮,由浮沉條件知,浮力等于物體的重力。水下一部分截去后,物體的重力和浮力都減小,但截去部分所受的浮力大于重力,也就是說浮力減小的多,重力減小的少,則剩余部分浮力小于重力。由浮沉條件知:物體下沉。
極值妙解:
沿虛線截是任意的。它的意思就是把水下面的一部分給截掉。那我們就把水下面的部分全截掉,則C答案立即呈現(xiàn)在我們的面前。
不只在做選擇題的時(shí)候我們可以用極值法,在我們講串并聯(lián)電路中,串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流的規(guī)律時(shí),也可以運(yùn)用極值法。兩個(gè)電阻串聯(lián)或并聯(lián)分壓、分流時(shí),我們把電阻大的無限放大,把電阻小的無限縮小,那么分壓、分流時(shí),就相當(dāng)于一個(gè)電阻和一根導(dǎo)線的關(guān)系:則串聯(lián)電路中阻值大分到的電壓多,阻值小分到的電壓少;并聯(lián)電路中阻值大分到的電流少,阻值小分到的電流多這個(gè)結(jié)論就很容易理解和記住。由以上事例不難看出,學(xué)好極值法,可大大減小學(xué)習(xí)上的困難和阻力,加深記憶,讓學(xué)生輕松學(xué)好物理。
(責(zé)任編輯 曾 卉)