黃維民??

摘 要：“補(bǔ)差法”在高中物理學(xué)習(xí)中有著非常有效的作用，能夠有效地提高高中物理的學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，為此，本文對(duì)“補(bǔ)差法”在物理中的應(yīng)用方法進(jìn)行了歸納總結(jié)。

關(guān)鍵詞：“補(bǔ)差法”教學(xué)方法；高中物理；應(yīng)用探究

在高中物理中使用“補(bǔ)差法”就是在物理學(xué)習(xí)中，對(duì)一些物理量進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)充，從而達(dá)到一定的預(yù)想標(biāo)準(zhǔn)，以此來對(duì)那些復(fù)雜的物理問題進(jìn)行有效的解決。

一、 “補(bǔ)差法”在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

1. “補(bǔ)差法”在力學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

案例：圖1是一個(gè)游標(biāo)尺把十九毫米分成了二十等分的游標(biāo)卡尺，在一次對(duì)物體的長度進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候主尺7.9厘米的刻度和游標(biāo)尺第十八根刻度對(duì)齊了，那么請(qǐng)算出這個(gè)被測(cè)物體的長度。

圖1

解析：根據(jù)圖1的顯示，并沒有給出游標(biāo)尺的起始線，根據(jù)學(xué)過的知識(shí)我們只知道游標(biāo)尺相關(guān)的規(guī)則，所以在解決這種物體問題的時(shí)候比較困難，這個(gè)時(shí)候我可以利用“補(bǔ)差法”進(jìn)行解決。在這道題目中，所測(cè)量的物體的長度是從主尺的0刻度處到主尺的7.9厘米和游標(biāo)尺第十八根刻度之間的長度差，這個(gè)時(shí)候所測(cè)量的物體的長度正好可以起到相應(yīng)的“補(bǔ)差”效果，通過以上的分析可以清晰地看出被測(cè)物體的長度應(yīng)該是：79mm-18×0.95mm=61.90mm。

2. “補(bǔ)差法”在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

案例：圖2展示的對(duì)表頭G內(nèi)阻進(jìn)行測(cè)量的電路圖。把電路圖中的R這個(gè)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P移動(dòng)到變阻器R的最右端，并且斷開開關(guān)S2，把開關(guān)S1進(jìn)行閉合，然后緩慢地移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P，直到表頭G的顯示達(dá)到比較滿的程度。如果給出的表頭的顯示有30個(gè)小格，當(dāng)表頭G的顯示偏滿的時(shí)候，表頭內(nèi)阻Rg遠(yuǎn)遠(yuǎn)要低于滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，現(xiàn)在對(duì)滑動(dòng)變阻器的觸頭P的位置保持不變，把開關(guān)S1進(jìn)行閉合，并對(duì)R′進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整直到表頭G的指針停留在第二十四小格的地方，如果這個(gè)時(shí)候R′的數(shù)值為8Ω，那么請(qǐng)算出表頭內(nèi)阻的數(shù)值。

解析：從這個(gè)題目中我們可以清楚地看出這是對(duì)半偏法則電阻的一個(gè)變形模式，當(dāng)圖2中的滑動(dòng)變阻器R所接入電阻的數(shù)值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的大于表頭G內(nèi)阻Rg的時(shí)候，如果保證滑動(dòng)變阻器R的觸頭P不進(jìn)行移動(dòng)的話，把開關(guān)S2進(jìn)行閉合，那么這個(gè)時(shí)候我可以認(rèn)為干路中的電流是不變的，也就是表頭G和電阻箱R′的電流之和是不變的，在干路電流中，電阻箱R′流經(jīng)的電流和表頭G所流經(jīng)的電流形成“補(bǔ)差”的作用，所以：24/30IgRg=（1-24/30）IgR′，通過計(jì)算我就得出表頭G的電阻值為2Ω。

二、 “補(bǔ)差法”在物理力學(xué)中的應(yīng)用

案例：在一個(gè)均勻的實(shí)心球體中挖去一個(gè)小球，其中這個(gè)球體的半徑為R，小球的半徑為大球半徑的一半，并且大球和小球的是相切的，請(qǐng)算出剩余物體的部分的重心位置。

解析：我如果在解決這道問題的時(shí)候使用直接計(jì)算的方法，將會(huì)變得非常的復(fù)雜和困難，所以我就用了“補(bǔ)差法”來進(jìn)行解決。把挖去小球的大球剩余部分看做是二者之間的“差”，根據(jù)我在課堂上學(xué)過的相關(guān)定義，球體的體積是為4/3πR3，大球和小球之間的質(zhì)量的比值是8∶1，根據(jù)這些數(shù)值我們可以清晰地看出剩余部分的重心在小球和大球球心的連線上距離大球球心R/14的地方。

三、 “補(bǔ)差法”在高中物理電學(xué)中的應(yīng)用

案例：根據(jù)圖3的顯示，平面xOy是一個(gè)無窮大的導(dǎo)體的表面，在z<0的真空空間中充斥著該導(dǎo)體。在z=h的地方放置上電荷量為q的點(diǎn)電荷，這個(gè)時(shí)候會(huì)有感應(yīng)電荷處在xOy這個(gè)平面上。在這個(gè)空間上的任何一個(gè)地點(diǎn)的電場(chǎng)都是由導(dǎo)體表面的感應(yīng)電荷和點(diǎn)電荷q一同激發(fā)的。如果導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)在靜電平衡的時(shí)候是0，那么請(qǐng)算出z軸上h/2點(diǎn)上的場(chǎng)強(qiáng)。

解析：在對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行解決的時(shí)候，我選用的是“補(bǔ)差法”，導(dǎo)體表面的感應(yīng)電荷和點(diǎn)電荷q所激發(fā)的電場(chǎng)的電荷和相距2h處的等量異點(diǎn)處的電荷是相同的，所以h/2處的場(chǎng)強(qiáng)可以看做是h點(diǎn)的點(diǎn)電荷q以及-h處的點(diǎn)電荷-q二者電場(chǎng)的疊加，因此h/2處的場(chǎng)強(qiáng)為k（q/（3h/2）2）+k（q/（h/2）2）=40kq/9h2。

四、 “補(bǔ)差法”在高中物理光學(xué)中的應(yīng)用

案例：圖4中是觀察光的薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置。其中圖（a）是一盞灑了食鹽的酒精燈，圖（b）是豎立的金屬絲圈，在圖（b）的金屬絲圈上附上一些肥皂液薄膜，并點(diǎn)燃圖（a）中的酒精燈，然后對(duì)肥皂薄膜兩側(cè)進(jìn)行觀察，請(qǐng)問兩側(cè)觀察到的現(xiàn)象有什么聯(lián)系？

解析：根據(jù)我之前學(xué)過的相關(guān)光能量的定義——入射光線的總能量是一定的，也就是說透射光的能量和反射光的能量二者的和是一定的，所以在解決這個(gè)問題的時(shí)候我可以應(yīng)用“補(bǔ)差法”，肥皂薄膜兩側(cè)在燈光的照射下產(chǎn)生的水平條紋是明暗相對(duì)的，也就是說如果肥皂薄膜的迎光面是亮條紋，那么肥皂薄膜的反光面就是暗條紋，如果肥皂薄膜的迎光面是暗條紋，那么背光面就應(yīng)該是相反的亮條紋。

五、 結(jié)語

在高中物理學(xué)習(xí)中“補(bǔ)差法”有著非常廣泛的應(yīng)用，利用“補(bǔ)差法”對(duì)高中物理中存在的問題進(jìn)行解決能夠起到化抽象為具體、化繁為簡(jiǎn)和化難為易的作用，同時(shí)能夠激發(fā)我們高中生對(duì)高中物理的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，推動(dòng)我國高中學(xué)生全面發(fā)展和我國素質(zhì)教育的進(jìn)程。

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