例析极限思维法解决物理问题

来源 :数理化学习·初中版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:abcchencj
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  极限思维法是在研究问题时,将参量的一般变化推到极限情况,即无限大、零值、临界值或特定值的条件下进行分析和讨论的分析方法.使因果关系变得明显,从而把某个物理情境中比较隐蔽的临界现象(或“各种可能性”)暴露出来,便于解答.运用极限思维法来求解某些物理问题与常规解法相比较,可大大地缩短解题时间, 提高解题效率,可使物理问题更加明显、易辩,去伪存真,加深对问题的理解.
  图1
  例1如图1所示,在均匀的杠杆两端分别放上A、B两支大小相同、长度不等的蜡烛,这时杠杆平衡.若蜡烛燃烧速度相同,过一段时间后(蜡烛未燃完)杠杆将( )
  (A) 左端下沉 (B) 右端下沉
  (C) 仍平衡 (D) 无法确定
  常规法:如图所示,在点燃之前据杠杆平衡条件可得:G1·OA=G2·OB ,(G1>G2,OA0,所以杠杆不再平衡,且左端下沉.
  极值法:因为燃烧的时间相同,所以每支蜡烛减少的量是相同的,当较短的蜡烛全部燃烧之后,较长的蜡烛还有剩余,所以有较长蜡烛的那一端下沉.
  例2如图2所示,完全相同的圆柱形容器中,装有不同的两种液体甲、乙,在两容器中,距离同一高度分别有A、B两点.若两种液体的质量相等,则A、B两点的压强关系是pA pB;若A、B两点的压强相等,则两种液体对容器底的压强关系是p甲
  p乙(两空选填“>”、“=”或“<”).
  图2
  常规法:(1)因为A、B两点到容器底的距离相等,所以根据m=ρV=ρSh可知,A、B两点以下m甲>m乙;又因为完全相同的容器中,分别盛有质量相等的两种液体甲、乙,所以A、B两点上液体的质量:mB>mA,即GB>GA;所以根据p=F/S,可知,PB>PA.
  (2)若A、B两点的压强相等,则A、B两点上液体的质量:mB=mA,因为A、B两点到容器底的距离相等,则有mB′m乙,G甲>G乙;根据p=FS,可知,
  p甲>p乙.故答案为:<;>.
  极值法:若A点在甲液体的表面,B点与A点等高度,直接得出pA m乙,G甲>G乙;根据p=F/S,可知,P甲>P乙.故答案为:<;>.
  图3
  例3如图3所示的电路中,电阻R1=8 Ω,R2=10 Ω,电源电压及定值电阻R的阻值未知.当开关S接位置1时,电流表示数为0.2 A.当开关S接位置2时,电流表示数的可能值在 A到 A之间.
  常规法:当开关接位置1时,由欧姆定律得:U=0.2(R1+R);当开关接位置2时,由欧姆定律得:U=I(R2+R)因电压值不变,故可得:0.2A(8Ω+R)=I(10Ω+R),
  解得:I=0.2A(8Ω+R)/(10Ω+R)=0.2A-0.4 V/(10 Ω+R)故电路中的电流一定是小于S接1时的示数0.2 A的.但电流表的示数范围是无法判断.
  极限法:因R未知,故R可能为从0到无穷大的任意值,当R=0时,I=0.2 A-0.4 V/(10 Ω+R)=0.2 A-0.04 A=0.16 A;当R取无穷大时,I无限接近于0.2 A.故电流值可以从0.16 A到0.2 A.故答案为:0.16,0.2.
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题目: (2014年泰州市初中毕业、升学统一考试)小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计.  图1  (1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞人适量金属丝并用石蜡封口.塞入金属丝的目的是使吸管能在液体中.  (2)将吸管放到水中的情景如图1(a)所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景.如图1(b)所示,浸入的长度为h.用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液ρ水 (=/>/