許柳華
代入法最初是數(shù)學(xué)解題方法的一種,主要集中運(yùn)用在解方程組中,發(fā)揮著極其重要的作用.讓計(jì)算變得更加簡(jiǎn)單,并且能夠有效的驗(yàn)證答案的對(duì)錯(cuò),減少出錯(cuò)率.所以在初中物理中同樣使用這種方法,能夠有效地減少學(xué)生的計(jì)算負(fù)擔(dān).當(dāng)然,數(shù)學(xué)的解題方法還有很多運(yùn)用在了物理學(xué)習(xí)中,給物理的教學(xué)帶來了更多的解題技巧.
1代入法概述
在初中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中,代入法運(yùn)用消元法解二元一次方程組,通過系數(shù)的選擇,運(yùn)用未知數(shù)代替的方式進(jìn)行求解.由此,通過代入法,將二元方程組化成一元方程組,將計(jì)算的難度降低,求解了未知數(shù),帶入原方程中,就能求解.
2代入法在初中物理解題中的應(yīng)用
代入法運(yùn)用在初中物理中的形式主要有兩種:一種是直接代入法;另一種是特殊值代入法.
2.1直接代入法實(shí)例
例1如圖1所示,設(shè)電源電壓保持不變,R0=10 Ω,當(dāng)閉合開關(guān)S,滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)c時(shí),電流表的示數(shù)為0.3 A,移動(dòng)滑片P至b端時(shí),電流表的示數(shù)為0.2 A,則電源電壓U與滑動(dòng)變阻器的最大阻值R分別為
如果運(yùn)用常規(guī)的方法來解答這道題目,會(huì)有很大的難度.從題目可知,有U和R兩個(gè)未知數(shù),如果運(yùn)用二元一次方程組作為思路來解答這道題,需要花費(fèi)較多的時(shí)間,并且容易在列方程式時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)誤,容易誤導(dǎo)學(xué)生的解題思路.所以,這道題可以運(yùn)用代入法進(jìn)行求解,將四個(gè)選項(xiàng)中的答案代入到例題中進(jìn)行直接的求解.以圖1 串聯(lián)電路為出發(fā)點(diǎn),與歐姆定律相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行有效結(jié)合.比如說,代入C選項(xiàng),當(dāng)P點(diǎn)處于中間位置時(shí),即是C點(diǎn)時(shí),運(yùn)用歐姆定律,電路中的電流為
2.2特殊帶入法實(shí)例
特殊代入法即是運(yùn)用題型中未知數(shù)中的某個(gè)量,通過特殊值帶入的方式進(jìn)行計(jì)算.這一方法適用于計(jì)算題中,通過特殊值代入求出答案.
例2如圖2所示,在杠桿的兩端分別掛著重量不等的物體,兩邊分別為300 N和200 N.而此時(shí)杠桿正好處于平衡狀態(tài),如果將兩邊的物體同時(shí)減去50 N,那么杠桿所處的狀態(tài)
A.左端下沉
B.右端下沉
C.杠桿依舊處于平衡狀態(tài)
D.不確定
解析首先,在做題之前要清楚地了解杠桿定理中平衡的條件,即是F1L1=F2L2.根據(jù)公式將300 N和200 N分別帶入進(jìn)行計(jì)算,求出L1和L2的比值,便能夠得出L1∶L2=3∶2.然后,再由題目中的兩端分別減去50 N帶入計(jì)算.由于數(shù)據(jù)量的原因會(huì)相對(duì)的復(fù)雜,因此,便可以引用特殊代入法進(jìn)行求值,這樣能夠簡(jiǎn)化數(shù)據(jù),在一定程度上簡(jiǎn)化解題方式.
根據(jù)圖2,我們可以取特殊值,AO長(zhǎng)為2 cm,BO長(zhǎng)為3 cm,此時(shí)杠桿處于平衡狀態(tài).若要求兩端同時(shí)減去50 N,有
(300-50)×2>(200-50)×3.
因此,杠桿是左邊下沉,也就是AO邊下沉.運(yùn)用特殊代入法,能夠更加便捷地完成計(jì)算,得出正確的答案,提高學(xué)生做物理習(xí)題的效率.
例3在圖3所示的電路圖中,若電源電壓保持恒定,當(dāng)S鍵閉合,P向著左邊的方向移動(dòng)之時(shí),電流表的示讀數(shù)將[CD#3](變大,變小或者不變).而當(dāng)P在滑動(dòng)變阻器的a、c這兩個(gè)端點(diǎn)[LL]的位置時(shí),電壓的讀數(shù)分別為0 V、4 V,而當(dāng)滑片P在滑動(dòng)變阻器最大值的一半b位置時(shí),電壓的讀數(shù)[CD#3]2 V(填“大于”“小于”“等于”).
圖3是一個(gè)串聯(lián)電路,這種題型對(duì)于學(xué)生來說,有一定的難度,電路之間電流、電壓、變壓器之間都有很大的聯(lián)系,學(xué)生需要同時(shí)的了解這些知識(shí),才能夠更好地將知識(shí)運(yùn)用于解題中.本題第一空,學(xué)生很容易便能夠選擇變大.而第二空來說,按照傳統(tǒng)的解題思路來求出電壓讀數(shù),是相對(duì)較難的,因?yàn)橛腥齻€(gè)未知數(shù),題目中所能夠了解到的條件也有限,不容易得出答案.運(yùn)用特殊值代入法進(jìn)行解答,會(huì)極大地簡(jiǎn)化解題過程.由于未知數(shù)的不確定,可以先設(shè)最大阻值為4 Ω,固定阻值為2 Ω,由此數(shù)據(jù)可以算出電壓為6 V,當(dāng)滑片P在滑動(dòng)變阻器最大值的一半b位置時(shí),可知滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為2 Ω,定值電阻也是2 Ω,所以電壓的讀數(shù)為3 V.所以第二個(gè)空應(yīng)該填大于.
因此,特殊值代入法在初中物理解題中無疑是一個(gè)很好的解題方式,能夠降低解題的難度,提高學(xué)生解題的速度,通過實(shí)踐方法的運(yùn)用舉一反三的解題,更好地達(dá)到解題效果,提高學(xué)生物理成績(jī).
綜上所述,代入法在初中物理解題中,雖然常見的只有直接代入法和特殊值代入法,但是代入法在實(shí)際的運(yùn)用中,與其他的解題方法結(jié)合使用,比如說排除法、判斷法等,運(yùn)用多種方法進(jìn)行有效的綜合解題,教師可以通過多種解題方式進(jìn)行有效的結(jié)合,教給學(xué)生靈活的解題方法進(jìn)行解題,達(dá)到解題的目的.這樣的做法不僅將學(xué)生的解題思路進(jìn)行擴(kuò)大,還提高了學(xué)生的解題速度,鍛煉學(xué)生自我思維能力.