文 譚 敏
如圖1-1所示,讓小球沿斜面無初速度釋放滾下來,小球?qū)L上另一斜面,但由于摩擦和空氣阻力,將不能達(dá)到原來的高度。假設(shè)一,如果斜面光滑且沒有空氣阻力,小球?qū)⑦_(dá)到原來的高度,如圖1-2所示;假設(shè)二,如果減小第二個(gè)斜面的傾角,小球在這個(gè)斜面上要達(dá)到原來的高度就要通過更長的路程,如圖1-3所示;假設(shè)三,繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角使他最終成為水平面,小球?qū)⒃僖策_(dá)不到原來的高度,小球?qū)⒁院愣ú蛔兊乃俣扔肋h(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。如圖1-4所示。伽利略的這個(gè)結(jié)論為牛頓總結(jié)出慣性定律奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。從上述內(nèi)容來看,極限思維就是將物理過程或物理現(xiàn)象變化的一般條件推向極限,在極限下情況來進(jìn)行推理、判斷的一種思維方式,這在解決一些物理問題時(shí)十分有用和有效,往往會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。下面僅通過幾個(gè)簡單的例子略加以說明,也許對我們解題有所幫助。
圖1-1
圖1-2
圖1-3
圖1-4
例題: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
該問題如果用極限思維方法解答就簡單多了。我們不妨將木塊多截去一些,假如將水面以下的部分全部截去,那么會(huì)怎樣呢?由于剩下的木塊密度保持不變,它仍然會(huì)保持漂浮狀態(tài),既然是漂浮,那么必然有一部分浸入水中,因此截去之后木頭會(huì)下沉一些,故選C。
例如:如圖 3所示,將體積相同的物體 G1、G2分別掛在杠桿的兩端,杠桿處于平衡狀態(tài)。若將個(gè)物體同時(shí)浸沒在水中,則( )
圖3
A.杠桿仍能保持平衡
B.杠桿不能平衡,A端下沉
C.杠桿不能平衡,B端下沉
D.無法確定杠桿的狀態(tài)
解析:根據(jù)杠桿的平衡條件可知:G1·OA=G2·OB由圖可知OA>OB,所以G1<G2,當(dāng)兩個(gè)物體同時(shí)浸沒在水中時(shí),因?yàn)樗麄凅w積相等,因此所受浮力相等。所以:(G1-F?。㎡A<(G2-F?。㎡B,則B端下沉。像這樣通過計(jì)算來進(jìn)行判斷,顯得較為麻煩,若采用極限思維,則比較簡單。
因?yàn)镚1<G2,假如 G1G2受到的浮力恰好等于G1,那么A段受到的拉力為零,而B端受到的拉力不為零,顯然B端下沉。
通過利用極限思維法的檢驗(yàn),我們就能快速發(fā)現(xiàn)按照上面的解法得出的答案是不正確的,如果輸送無窮大的電壓時(shí),輸送功率一定,那么得到的輸送電流值就是接近于零的。相反,當(dāng)輸送的電壓值為零時(shí),輸出的功率一定,得到的是無窮大的輸送電流值。依據(jù)電流的熱效應(yīng)我們了解到,利用高壓輸送電的過程中所消耗的熱能值是相對較小的。
學(xué)生對待物理解題中往往采取多種解決方法,而職高所涉及到的多種解題思路中,利用極限思維法解決職高物理題,是一種相對其他解決方法而言較為簡單便捷的直觀方法。