翻译|高中物理常常用到的思想方法( 二 )



九、极端法

有些物理问题 , 由于物理现象涉及的因素较多 , 过程变化复杂 , 同学们往往难以洞察其变化规律并做出迅速判断 。 但如果把问题推到极端状态下或特殊状态下进行分析 , 问题会立刻变得明朗直观 , 这种解题方法我们称之为极限思维法 , 也称为极端法 。

运用极限思维思想解决物理问题 , 关键是考虑将问题推向什么极端 , 即应选择好变量 , 所选择的变量要在变化过程中存在极值或临界值 , 然后从极端状态出发分析问题的变化规律 , 从而解决问题 。

有些问题直接计算时可能非常繁琐 , 若取一个符合物理规律的特殊值代入 , 会快速准确而灵活地做出判断 , 这种方法尤其适用于选择题 。 如果选择题各选项具有可参考性或相互排斥性 , 运用极端法更容易选出正确答案 , 这更加突出了极端法的优势 。 加强这方面的训练 , 有利于同学们发散性思维和创造性思维的培养 。

十、极值法

常见的极值问题有两类:一类是直接指明某物理量有极值而要求其极值;另一类则是通过求出某物理量的极值 , 进而以此作为依据解出与之相关的问题 。

物理极值问题的两种典型解法 。

(1)解法一是根据问题所给的物理现象涉及的物理概念和规律进行分析 , 明确题中的物理量是在什么条件下取极值 , 或在出现极值时有何物理特征 , 然后根据这些条件或特征去寻找极值 , 这种方法更为突出了问题的物理本质 , 这种解法称之为解极值问题的物理方法 。

(2)解法二是由物理问题所遵循的物理规律建立方程 , 然后根据这些方程进行数学推演 , 在推演中利用数学中已有的有关极值求法的结论而得到所求的极值 , 这种方法较侧重于数学的推演 , 这种方法称之为解极值问题的物理—数学方法 。

此类极值问题可用多种方法求解:

①算术—几何平均数法 , 即

a 。 如果两变数之和为一定值 , 则当这两个数相等时 , 它们的乘积取极大值 。

b 。 如果两变数的积为一定值 , 则当这两个数相等时 , 它们的和取极小值 。

②利用二次函数判别式求极值     一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的判别式 , 具有以下性质:

Δ=b2- 4ac>0——方程有两实数解;

Δ=b2-4ac=0——方程有一实数解;

Δ=b2-4ac<0——方程无实数解 。

利用上述性质 , 就可以求出能化为ax2+bx+c=0形式的函数的极值 。

十一、估算法

物理估算 , 一般是指依据一定的物理概念和规律 , 运用物理方法和近似计算方法 , 对物理量的数量级或物理量的取值范围 , 进行大致的推算 。 物理估算是一种重要的方法 。 有的物理问题 , 在符合精确度的前提下可以用近似的方法简捷处理;有的物理问题 , 由于本身条件的特殊性 , 不需要也不可能进行精确的计算 。 在这些情况下 , 估算就成为一种科学而又有实用价值的特殊方法 。

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