论文导读:它一改历年来一直考察的“微元法”的做法。诸如“罗列归纳法”“微元法”“图像法”“整体隔离法”“极限法”(特殊值法)等这些方法。罗列归纳法,高中物理教学中决不应该忽视的几种重要方法。
关键词:罗列归纳法,微元法,图像法,整体隔离法,极限法(特殊值法)
2010年江苏高考物理试题的最大变化,莫过于最后一道题。论文格式,罗列归纳法。它一改历年来一直考察的“微元法”的做法,试探了学生对于“归纳法”的掌握情况。这是一个信号,也是本文提到的若干方法之一。其实,撇开高考不谈,就学生的思维能力、应变能力来讲,诸如“罗列归纳法”“微元法”“图像法”“整体隔离法”“极限法”(特殊值法)等这些方法,由于对于学生的成长极为重要,教学中绝对不能忽视这些方法的讲授。下面是笔者对这些方法的一些认识。
一、罗列归纳法
罗列归纳法对于那些看不出头绪且运动过程具有周期性、重复性的题目非常有效。以2010年江苏高考最后一题题为例,篇幅有限,仅就后两问进行分析。
例题1:15.(16分)制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为 的两平行极板,如图甲所示,加在极板A、B间的电压 作周期性变化,其正向电压为 ,反向电压为 ,电压变化的周期为2 ,如图乙所示.在t=0时,极板B附近的一个电子,质量为m、电荷量为e,受电场作用由静止开始运动.若整个运动过程中,电子未碰到极板A,且不考虑重力作用.
(2)若电子在0—200 时间内未碰到极板B,求此运动过程中电子速度 随时间t变化的关系;
(3)若电子在第 个周期内的位移为零,求k的值。
解析:
(2) ⑴ ⑵
若t 落在第1个 内, ⑶
若t 落在第2个 内, ⑷
若t 落在第2个 内, ⑸
若t 落在第4个 内, ⑹
若t 落在第5个 内, ⑺
若t 落在第6个 内, ⑻
………
注意观察以上速度,归纳后很容易看出:
(a)若t落在奇数个 内,则 (n=0,1,2,3...,99)⑼
(b)若t落在偶数个 内,则 (n=0,1,2,3...,99)⑽
(3)令N=1,即在第1个周期(2 )内位移为0
则 把⑴⑵ 式带入得 k=3/1
令N=2,即在第2个周期内位移为0
则
把⑴⑵ 式带入得 k=7/5
令N=3,即在第3个周期内位移为0
则
把⑴⑵ 式带入得 k=11/9 ………
对以上计算结果进行归纳(注意分子、分母每次递加4)后得:
若电子在第 个周期内的位移为零,则 ⑾
点评:罗列归纳法最大的优点,在于把最困难的题目演化成一目了然的情形,只要具有一定的数学归纳能力就够了。使用这种方法要注意的问题是要足够细心,尽管每一步的运算都不难(如本题只涉及到一个匀变速直线运动的位移公式),但是万一某一个步骤出现错误,就可能导致归纳得出错误的结论。
二、微元法
微元法是近几年来高考的热点。由于中学生没有微积分的基础,所以对于那些物理量非均匀变化的过程,微元法可以说是唯一有效的方法。论文格式,罗列归纳法。
例题2: 正方形闭合金属框以速度v1在绝缘光滑的水平面上做匀速直线运动,穿过理想边界匀强磁场区域后,以速度v2做匀速运动,当完全处在磁场区域内时的运动速度u为( )
A、 B、
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