代入法在中学物理解题中的应用

2020-12-29 00:00:00丁宪梅
中学生数理化·自主招生 2020年5期

在中学物理的学习中,同学们不仅要掌 握各种理论知识,而且需要处理各种计算题。 为了顺利求解各种各样的物理问题,同学们 应掌握一些行之有效的解题技巧,其中代人 法就可以帮助同学们迅速、准确地解题。下 面进行具体分析。

一、直接代入法

直接代入法也叫验证法,即将题曰中所 提供的选项值直接代人到题干中,以验证所 代人选项的准确性,并在验证的过程中找到 解题的思路与方法,从而确立正确答案。

例1 如图l所示,保持电源电压不变化,电源内阻不计,定值电阻R0=10Ω,将开关S闭合后:将变阻器的滑片P移动到中点c时,电流表示数为0.3A;将滑片P移动到b端时,电流表示数为0.2A。则电源电压U和滑动变阻器的最大阻值R分别为( )。

A.U=3V,R =5Ω

B.U=6V,R =20Ω

C.U=6V,R =10Ω

D.U=3V,R =15Ω

解析:通常情况下同学们会基于串联电路的特征,并结合欧姆定律,列出二元一次方程进行解答。但是这种解答方法需要耗费大量的时间,而且出错率较高。若采取直接代人法,将四个选项中的数值一一代人验证,很快就可以判断出选项B是正确的。

二、特殊值代入法

特殊值代人法是根据题日中的未知量,选取特殊值代入计算,以此来推算出正确答案的方法。

例2 在如图2所示的电路中,电源电压保持不变,电源内阻不计,Ro是一定值电阻,闭合开关S后:假设a、c、是变阻器的两个端点,当滑片P移动到“点时,电压表示数为0;当滑片P移动到c点时,电压表示数为4V。请问:当滑片P移动到中点b时,电压表示数是等于2V还是小于或大于2V?

解析:观察图2可知,这是一个串联电路,题目中电源电压、滑动变阻器的最大电阻值均未明确,若列方程组解答,则比较困难。若采用特殊值代入法求解,则简便易行。根据题意,结合理论知识,可将定值电阻、滑动变阻器的最大值设为任一正数值。例如可设滑动变阻器的最大值为8Ω,定值电阻R0的阻值为4Ω,由欧姆定律求得电源电压为12V。当滑片P移动到b点时,滑动变阻器接入电路的阻值为4Ω,滑动变阻器两端电压和定值电阻R0两端电压均为6V,显然电压表示数大于2V。

三、近似代入法

当题目中给出的数值变化较小且不会影响正确答案的计算时,为了降低运算难度,可采取近似代入法。利用近似代入法可将复杂的计算步骤简单化,并清楚地掌握事物之间的内在关联,从而全面了解相关物理知识之间的联系。

例3假如一个人从二楼快速地跑到五楼用了l0s,请问:在这一过程中他做功的功率是多少‘!

解析:基于生活经验,我们可以近似地认为他的质量为70kg,因为每一层楼的高度普遍为3m,重力加速度g=9.8 N/kg,所以可迅速计算出他做功的功率为617.4 J/s。

结语:求解中学物理问题时,根据题目条件合理选择不同的代入方法,不仅可以迅速解题,而且还可以确保解题的准确性,获得事半功倍的效果。

作者单位:山东省济南市平阴县第四中学