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极限思维法及其在物理教学中的作用
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数学,作为一种学习和研究科学的基本工具,不仅仅体现在简洁的表述和方便的演算上,而且也体现在科学的思维方法上。 例如,归纲法和演绎法就是两种最基本的科学思维方法,除此之外,还有许多由具体数学概念或定理所派生出来的其他科学思维方法,极限法就是其中之一。 一、极限思维法的概念 如果两个量在某一空间的变化关系为单调上升或单调下降的函数关系(如因变量与自变量成正比的关系),那么,连续地改变其中一个量总可以使其变化在该区间达到极点或极限。根据这种假定来考虑具体问题的思维方法我们就把它称为极点思维法或极限思维法。 二、极限思维法在中学物理教学中的作用 1、运用极限思维法来求解某些物理问题时,与常规解法相比较,可大大地缩短解题时间,提高解题效率。现举几例予以说明。 [例1]如图1,处于平衡,现在如果把ac换成一条比较长的绳子,使c移动到c’,ab杆保持竖直,这个装置仍能保持平衡,那么ac’绳所受的张力t和ab杆所受的压n与原来相比较有: a.t增大,n减小; b.t、n均增大 c.t减小,n增大; d.t、n均减小 图1 [常规解法]设ac绳与水平方向的夹角为θ,现以a点为研究对象,受到ab杆的支持为n’和ac绳的拉力t’以及ad绳的拉力(大小等于g)等三个力作用而处于平衡状态,根据共点力的平衡条件,可建立如下方程:
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