例举割补法在物理教学中的应用

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  摘 要:在高中物理教学中,有些方法很重要,但不是很常见,比如相似三角形法、割补法、微元法等。学生遇到该类问题时,往往难以形成思路和方法。笔者以为,像这样一类问题,我们不妨将问题进行归类教学,帮助学生形成一定的思维习惯。数学课程标准中明确提出要培养学生的空间观念,作为一名物理教师,同样应具备一定的空间观念。 接下来,笔者就割补法在高中物理教学中的应用试举几例,谈谈自己的看法。
  关键词:高中;物理教学;应用
  中图分类号:G633.7 文献标识码: A 文章编号:1992-7711(2015)16-031-01
  将一个物体分成几部分或者合成一个整体,这就是割补法。笔者以为,所谓割补法应该分为两块,即割法和补法。通常遇到一些不规则的几何形状,主要是规则图形组合而成的不规则图形,往往需要用到割补法。
  从几何形状来说,笔者以为,割补法可以从点、线、面几个方面来分类。
  线割补法:在组合图形中,由直线、圆弧、抛物线、等对称性图线组合而成的图形,往往需要用到旋转、平移、分割、拼补的手段,将其变为规则图形,进行解题的方法。这类问题往往和矢量合成或标量叠加相联系。
  例题1.在离地面高为h,离竖直光滑墙的水平距离为s1处,有一小球以v0的速度向墙水平抛出,如图所示。小球与墙碰撞后落地,不计碰撞过程中的能量损失,也不考虑碰撞的时间,则落地点到墙的距离s2为多少?
  思路点拨:由于碰撞无能量损失,故反弹速度与原速度关于墙面对称,运用割补法将撞墙后的运动翻转,则全程为平抛运动。
  例题2. 共点的三个力分别相交成1200,大小分别为10、20、30牛,求合力的大小和方向。
  思路点拨:两个大小为F,夹角为120度的力合成,合力的大小仍为F,方向沿平行四边形对角线方向。
  例题3. 均匀带电圆环半径为R,带电量为 Q,现在圆环上截去长为L的一小段(L《R),则圆心O处的场强为多大?方向如何?
  思路点拨:库伦定律适用于点电荷之间力的计算。
  可采用割补的方法来解。
  方法1. 补齐缺损
  方法2.对称切割
  面割补法:在组合图形中,除了多边形外,还有由圆、扇形、弓形与三角形、矩形、平行四边形、梯形等图形组合而成的不规则图形,为了计算它们的面积,常常需要变动图形的位置或对图形进行分割、旋转、拼补,使它变成可以计算出面积的规则图形。就是在多边形的组合图形中,为了计算面积,有时也要用到割补的方法。
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