極值法在初中物理解題中的應(yīng)用

趙旭林

(江蘇省徐州市擷秀中學(xué) 221000)

在初中物理教師的教學(xué)過程中，為幫助初中生更好地進(jìn)行物理學(xué)科的學(xué)習(xí)，初中物理教師便會為初中生總結(jié)一些解題方法，然后讓初中生能夠靈活利用這些總結(jié)出的結(jié)論來解決實(shí)際問題，而極值法則是解決物理習(xí)題的一個典型的方法，所謂極值法就是在取值區(qū)間內(nèi)選取一個最大或者最小值作為題目條件的臨界值，進(jìn)而解決物理問題.而為讓初中生更好地應(yīng)用極值法來解決物理問題，則需要初中物理教師不斷地向初中生滲透利用極值來解決物理實(shí)際問題這一概念，讓初中生在思考如何解決某一物理問題時，能夠向極值這一方面來思考，進(jìn)而更好地實(shí)現(xiàn)初中物理教師的教學(xué).

1 借助教材內(nèi)容，引入極值這一概念

在教師進(jìn)行教學(xué)時，其通常要向?qū)W生講解教材當(dāng)中的理論知識，然后讓學(xué)生根據(jù)教材當(dāng)中的理論知識去解決一些實(shí)際問題，進(jìn)而提高學(xué)生的實(shí)踐能力.因此，初中物理教師在向?qū)W生講解利用極值法來解決初中物理學(xué)科當(dāng)中的相關(guān)習(xí)題時，其便可以教材當(dāng)中的理論知識作為基礎(chǔ)，通過向初中生講解教材當(dāng)中的理論知識來引入極值這一概念，讓初中生對這一概念有一定的了解，然后在課堂當(dāng)中為初中生列舉有關(guān)利用極值來解決的問題，讓初中生對如何運(yùn)用極值這一方法解決實(shí)際問題.通過這一方法，不僅能夠讓初中生在多樣的課堂中學(xué)習(xí)到更多的物理知識，提升其物理學(xué)科的核心素養(yǎng)，還能夠激發(fā)初中生學(xué)習(xí)初中物理這一學(xué)科的興趣，有助于初中生此后的物理學(xué)科的學(xué)習(xí).

2 進(jìn)行適當(dāng)引導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生利用極值

學(xué)生在學(xué)習(xí)一些知識時，必須要讓教師對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，讓其對某一方面的知識有一定的概念，在其將一些基礎(chǔ)知識理解透徹后，才能較好地應(yīng)用基礎(chǔ)知識去解決實(shí)際問題.因此，初中物理教師在向初中生講解利用極值法來解決物理當(dāng)中的實(shí)際問題時，其應(yīng)該在向?qū)W生講解極值法的應(yīng)用策略之后，為初中生提供一些利用極值法來解決問題的相關(guān)例題，然后讓初中生去思考如何去解決此問題，在此時，由于初中生剛接收到利用極值法來解決實(shí)際問題，那么其思考此問題時，便會將極值法作為解決問題的一個方法，這樣有助于引導(dǎo)初中生更積極主動地將極值法這一方法運(yùn)用到自己的解題過程當(dāng)中.通過這一方法，不僅能夠讓初中生更加積極主動地去利用極值法來解決實(shí)際問題，提升其解題能力，還能夠使初中生養(yǎng)成較好地思考習(xí)慣，有助于其學(xué)習(xí)新知識.

3 加強(qiáng)極值練習(xí)，加強(qiáng)學(xué)生極值概念

初中生在學(xué)習(xí)新知識時，大多數(shù)時候其還是處于被動狀態(tài)，如果教師不對其學(xué)習(xí)進(jìn)行一定的監(jiān)督，那么初中生將很難較牢固地掌握一些新知識.因此，在向初中物理課堂當(dāng)中引入利用極值法來解決實(shí)際問題這一方法時，則需要初中物理教師為初中生提供較多的利用極值法的實(shí)際例題，然后在課堂中帶領(lǐng)初中生去理解問題，并利用極值法來解決問題，在課下再為初中生布置一些有針對性的練習(xí)，引導(dǎo)初中生展開有針對性的訓(xùn)練，讓他們在訓(xùn)練下真正體會到極值法的運(yùn)用要領(lǐng)，進(jìn)而讓其在以后的學(xué)習(xí)中更好地利用極值法來解決實(shí)際問題.通過這一方法，不僅能夠幫助初中生更好地理解極值這一方法，促進(jìn)其對此部分知識的掌握，還能夠讓其體會物理學(xué)科中解題的奧妙，進(jìn)而更積極地去學(xué)習(xí)物理學(xué)科的相關(guān)知識.

4 注重題型總結(jié)，促使學(xué)生靈活利用

初中物理這一學(xué)科看似學(xué)習(xí)起來比較困難，但如果認(rèn)真去學(xué)習(xí)，認(rèn)真對教材中的題型進(jìn)行分類，這一學(xué)科也可以變得比較容易掌握.因此，初中物理教師在向初中物理學(xué)科的教學(xué)過程中融入極值法這一解題方法時，其應(yīng)該以類別向初中生講解，如其可以將極值法解決實(shí)際問題的類別分為:力學(xué)極值問題、電學(xué)極值問題、利用數(shù)學(xué)方法來解決的極值問題等，讓初中生以分類形式來學(xué)習(xí)極值法這一方法，以幫助初中生更好地掌握這一方法.通過這一方法，不僅能夠幫助初中生更好地學(xué)習(xí)極值法這一方法，并靈活利用這一方法來解決問題，還能夠提高初中生的學(xué)習(xí)效率，讓其更好地進(jìn)行此部分內(nèi)容的學(xué)習(xí).

5 利用極值法提高學(xué)生的解題能力

5.1 力學(xué)問題

在初中物理教學(xué)中力學(xué)是重要的內(nèi)容，力學(xué)包含諸多方面的知識點(diǎn)，且貫徹于整個初中物理的教學(xué)過程當(dāng)中，是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，也是老師教學(xué)的重點(diǎn)，在力學(xué)的物理習(xí)題解答中，對于物體受力的分析是至關(guān)重要的內(nèi)容，通過對物體所處狀態(tài)的分析來掌握力學(xué)的關(guān)系公式，提高學(xué)生對于物理解答方式的掌握，在不斷的訓(xùn)練當(dāng)中完善解題的步驟，正確的完成習(xí)題的解答.極值法是在力學(xué)中比較常用的一種解題方式，通過發(fā)散思維對題目進(jìn)行分析，一方面簡化解題的步驟，避免出現(xiàn)復(fù)雜的物理計算，提高解答的正確率，另一方面也能夠促進(jìn)學(xué)生更好的認(rèn)知物理習(xí)題的本質(zhì)，提高對物理習(xí)題解答的質(zhì)量和效率.

例1一個密度均勻的木板飄在水面上，現(xiàn)在在水面虛線處截掉，請問剩下的木塊在水中會有怎樣的變化？如圖1.

圖1

這道題目如果按照傳統(tǒng)的物理習(xí)題解答方法，學(xué)生一般會根據(jù)題目當(dāng)中所給的信息對于木塊的受力情況進(jìn)行分析，分別對比木塊在截去之前以及截去之后的受力情況，得出浮力和物體之間的重力相等，因此木塊會處于靜止的狀態(tài)，結(jié)合浮力的計算表達(dá)公式，F(xiàn)浮=P水gV排，將其和重力結(jié)合起來，列舉出相應(yīng)的關(guān)系式，借由木塊截取之后關(guān)系式的對比得出，物體排水的體積需要有一定的增量，從而完成習(xí)題的解答木塊，剩余的部分會下降一定的距離，以達(dá)到自身重力和浮力之間的平衡.如果將極值法運(yùn)用于這道題的解答當(dāng)中，則可以直接將題干當(dāng)中所給出的信息進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大，轉(zhuǎn)變?yōu)閷⑺嬉韵碌哪景褰厝?，繼而木塊截去之后，物體的排水量體積為0，此時木塊在水中應(yīng)該只是受到重力的作用，所以木塊應(yīng)該會下沉，從而推導(dǎo)出縮減截距木塊的長度，木塊會適當(dāng)下沉.這種方式能夠避免在傳統(tǒng)物理答題當(dāng)中的計算步驟，提高了解答的效率以及正確率，能夠有效的提升學(xué)生的解題能力，鍛煉思維品質(zhì).

5.2 壓強(qiáng)問題

在初中歷史教學(xué)當(dāng)中，壓強(qiáng)是學(xué)生在學(xué)習(xí)中經(jīng)常會接觸到的問題.在傳統(tǒng)的解題過程中，學(xué)生通常會在物理關(guān)系的分析和對比當(dāng)中出現(xiàn)錯誤，因此降低了習(xí)題的解答能力，學(xué)生如果能夠?qū)O值法運(yùn)用到壓強(qiáng)的習(xí)題當(dāng)中，就能夠清晰明了的進(jìn)行結(jié)構(gòu)對比，拓展自身的物理思維能力，提升解題的效率和正確率.

例2在兩個底面積不同的甲、乙圓柱形容器內(nèi)，分別存有兩種不同的液體，在保證甲、乙兩液體對容器底部壓強(qiáng)大小一致的情況下，兩個容器中其高度分別為AB，請分析AB兩點(diǎn)的壓強(qiáng)大小,如圖2.

圖2

在傳統(tǒng)的物理解題中，學(xué)生一般會通過容器底部壓強(qiáng)相等的這一條件列舉出相應(yīng)的關(guān)系式，ρ甲gh甲=ρ乙gh乙，借有甲容器當(dāng)中液面的高度要高于乙容器當(dāng)中液面，從而得出甲容器當(dāng)中液體的密度要小于乙容器當(dāng)中液體的密度，借由不同的壓強(qiáng)公式分別列出AB兩點(diǎn)的壓強(qiáng)，從而結(jié)合題干當(dāng)中的條件得出A點(diǎn)處的壓強(qiáng)要大于B點(diǎn)處的壓強(qiáng).而使用極值法來進(jìn)行解題式，則可以設(shè)點(diǎn)AB距離底部的距離，以容器內(nèi)液體的高度，所以點(diǎn)B處所受到的壓強(qiáng)而為0，而點(diǎn)A點(diǎn)則具有一定數(shù)值的壓強(qiáng)，從而能夠直接得出A點(diǎn)處的壓強(qiáng)要大于B點(diǎn)處的壓強(qiáng).可以明顯的看出利用壓強(qiáng)來解題，能夠更快速的去完成解答，而不必再去列舉出復(fù)雜的關(guān)系，學(xué)生只需要找到相應(yīng)的點(diǎn)進(jìn)入正確的解答.學(xué)生在使用極致法師，其難點(diǎn)在于思維上的拓展，學(xué)生要能夠在題目當(dāng)中找到合適的切入點(diǎn)去進(jìn)行分析，從而高效的完成習(xí)題的解答，學(xué)生在老師的引導(dǎo)下，要不斷提高自身對于極值法的應(yīng)用能力，從而提高自身對于物理習(xí)題解答的水平.

綜上所述，初中物理教師在進(jìn)行物理學(xué)科的教學(xué)時，其不能一味地只為讓初中生掌握教材當(dāng)中的理論知識，然后利用這些理論知識來解決實(shí)際問題，而應(yīng)該在教學(xué)的過程當(dāng)中為初中生總結(jié)出較多的解決問題的方法，以讓初中生更好地解決某一類型的問題，以幫助初中生更好地學(xué)習(xí)物理學(xué)科，提升初中物理教師的教學(xué)效率.