張鼎
摘 要:本文從一道例題出發(fā),探討在利用面積法解題時可能出現(xiàn)的三種解法,并一一判斷三種解法的正確性。同時,對于其中兩種答案一樣的解法進行深入分析,找出其之所以會出現(xiàn)答案一樣的原因,從中總結(jié)得到在利用面積法解題時需要注意的關(guān)鍵點。
關(guān)鍵詞:圖像問題;面積法;物理意義
中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-6148(2016)3-0036-3
1 一道練習(xí)題的三種解答
在高三的一輪復(fù)習(xí)過程中,當(dāng)復(fù)習(xí)到運動圖像問題時,遇到這樣一道題目[1]:
螞蟻離開巢沿直線爬行,它的速度與到蟻巢中心的距離成反比,當(dāng)螞蟻爬到距巢中心的距離L1=1 m的A點處時,速度是v1=2 cm/s。試問螞蟻從A點爬到距巢中心的距離L2=2 m的B點所需的時間為多少?
這里螞蟻的運動是變速運動,但是速度的變化與位移成反比關(guān)系,與我們所熟悉的勻變速運動是不一樣的,如果運用解析法求解,需要用到高等數(shù)學(xué)積分的方法。當(dāng)然,在高中階段我們可以利用面積法來求解,而可能出現(xiàn)的解法有以下三種。
所以,在數(shù)學(xué)上如果橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)所表示的量成正比,則圖像與橫坐標(biāo)所圍成的面積相等是成立的。因此,兩種解法的答案是相同的。當(dāng)然,在物理上所表示的意義是截然不同的。其實,只要橫坐標(biāo)所表示的量和縱坐標(biāo)所表示的量成正比,在相同的區(qū)間都會具有所圍面積相等的關(guān)系。而在其他情況下不成立,具體證明在這里不再贅述。
因此,我們在利用面積法處理圖像問題時,一定要關(guān)注面積的物理意義,不然很容易走入誤區(qū),有時甚至?xí)霈F(xiàn)看似正確而實際錯誤的情況。
參考文獻(xiàn):
[1]李麗.應(yīng)用圖像法巧解物理問題[J].Kaoshi Zhoukan,2008,20(20):122—123.
[2]彭正發(fā).利用圖像“面積”巧解物理難題[J].中學(xué)課程輔導(dǎo):教學(xué)研究,2014(30):296.
(欄目編輯 羅琬華)