中學物理解題方法之極值法

2022-09-23 13:24:04 字數 1096 閱讀 2489

巧用極值法解題

王永強系統處於平衡狀態時,當其中乙個或幾個物理量發生變化時,這個平衡狀態就可能會發生變化。而在分析具體的變化情況時我們發現,按照常規的分析方法有時會比較複雜,還容易出錯。教你乙個妙招,採用「極值法」解題。

運用此法可使分析過程大為簡化,解題速度及準確率也會進一步提高。何為「極值法」呢?顧名思義,就是取極值,取物理量的極大值或極小值後再進行分析、推斷。

下面結合例項看看「極值法」在解題中的妙用。

例題如圖所示,一槓桿在和()兩個力的作用下處於水平平衡狀態,現在進行下列調整:

(1)和的作用點分別同時移近支點相同的距離;

(2)和的作用點分別遠離支點相同的距離:

(3)和同時減小等大的力;

(4)和同時增加等大的力。

試判斷槓桿分別如何運動?

思路點撥:由於槓桿水平平衡,則有,又因為,所以。下面我們就用極值法來分析題設中各種情況下的槓桿平衡問題。

(1)和的作用點分別同時移近支點相同的距離時,假設兩邊移動的距離都等於力臂,這時就作用在支點o上了,的力臂變為零,因此和其力臂的乘積為零,小於與其力臂的乘積,所以槓桿的左端上翹,右端下降。

(2)和的作用點分別遠離支點相同的距離時,同理可設兩邊同時遠離支點的距離很大,這樣兩個力臂就會近似相等,由於,則與其力臂的乘積大於與其力臂的乘積,所以左端下降,右端上翹。

(3)和同時減小等大的力時,可設槓桿兩邊減小的力都是,則槓桿右端的作用力為零,左端的作用力大於零,這時左端的力與力臂的乘積大於右端的力與其力臂的乘積,所以槓桿的左端下降,右端上翹。

(4)和同時增加等大的力時,可假設兩邊增加的力很大,這樣兩邊的力就近似相等,由於,則左端的力與其力臂的乘積小於右端的力與其力臂的乘積,所以槓桿左端上翹,右端下降。

小結:所謂「極值法」並不是萬能的,雖然在解決上述問題時確實方便快捷,但這並不能夠說明它可以解決所有問題,使用時一定要慎用。使用這種方法時還應特別注意以下幾點:

①一定要正確分析槓桿開始時兩個力的大小和兩力臂的大小;

②要清楚題目中變化的是力的大小還是力臂的大小,然後根據其相應的變化將其變化量誇大,再根據變化後的力和力臂的乘積的大小來確定槓桿的狀態,乘積小的一端上公升,乘積大的一端下降;

③誇大力或力臂的變化量時,一定要符合題目的要求,要合乎情理。

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