淺談高中物理極值問題教學(xué)策略

王永國

【內(nèi)容摘要】在高中的教學(xué)中，物理教學(xué)對(duì)學(xué)生的影響非常大。如果學(xué)生能夠?qū)W好物理，對(duì)學(xué)生整體素質(zhì)的提升都會(huì)有一定的幫助。但是，在物理中極值問題是物理教學(xué)中的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。老師如果能夠幫助學(xué)生突破這一部分的學(xué)習(xí)，對(duì)學(xué)生物理成績(jī)的提高將會(huì)有很大的幫助。本文，筆者將針對(duì)極值問題進(jìn)行探討，并提出物理極值問題的教學(xué)策略以供各位教育工作者參考。

一、引言

隨著課程改革的不斷發(fā)展，對(duì)學(xué)生和老師的要求也在不斷地提高。高中物理也不例外。學(xué)好高中物理對(duì)學(xué)生的發(fā)展有重要的作用。高中物理的極值問題是教學(xué)的重難點(diǎn)，而且涉及范圍較為廣泛。因此，如何進(jìn)行極值問題教學(xué)是所有的高中物理老師需要仔細(xì)考慮的問題。下文，筆者將有針對(duì)性地講解一下如何在教學(xué)中進(jìn)行極值問題的講解，才能夠達(dá)到較好的教學(xué)效果。

二、高中物理極值問題的教學(xué)策略

（一）緊扣大綱講解培養(yǎng)學(xué)生解題能力

在教學(xué)的時(shí)候，老師要仔細(xì)對(duì)教學(xué)大綱進(jìn)行研究，體會(huì)其表面的意思與所包含的深意。對(duì)于極值問題可能出現(xiàn)的地方與將會(huì)出現(xiàn)的方式進(jìn)行歸納、分析，由淺入深進(jìn)行教學(xué)。對(duì)于問題要分類，然后講解。對(duì)于同一類別的極值問題，要不同的層次，仔細(xì)講解解題的方法，培養(yǎng)學(xué)生的解題能力。老師要爭(zhēng)取做到，不同層次的學(xué)生都會(huì)有所得。在講解之后，爭(zhēng)取學(xué)生在解題的過程中能夠做到觸類旁通。

（二）注重學(xué)科知識(shí)的綜合運(yùn)用

由于高中物理的知識(shí)內(nèi)容比較廣泛，而且在設(shè)置題目的過程中也會(huì)對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行結(jié)合，以考察學(xué)生的整體能力。因此，在教學(xué)的時(shí)候要加強(qiáng)學(xué)生知識(shí)綜合運(yùn)用能力的培養(yǎng)。在講解知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候，要對(duì)不同的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行引導(dǎo)，結(jié)合不同知識(shí)點(diǎn)的本質(zhì)內(nèi)容進(jìn)行講解，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的整合運(yùn)用。對(duì)于物理中的不同知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系在備課的時(shí)候要有所涉及，并針對(duì)不同的知識(shí)點(diǎn)設(shè)置不同的方法進(jìn)行講解。

例如，在對(duì)功的講解的時(shí)候，可以引入“v-t”圖像，爭(zhēng)取用這一類別的方法簡(jiǎn)化極值的求解問題，開發(fā)學(xué)生的思維。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候能夠主動(dòng)對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系進(jìn)行探討，有規(guī)律的進(jìn)行歸納學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生整體思維的發(fā)展。

（三）注重極值解題方法的講解

極值問題作為物理教學(xué)中的重點(diǎn)問題，老師在課上進(jìn)行教學(xué)的時(shí)候要不斷地加強(qiáng)對(duì)知識(shí)點(diǎn)和方法的講解，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，促進(jìn)學(xué)生對(duì)整體知識(shí)點(diǎn)的理解。在教學(xué)的過程中，筆者認(rèn)為高中物理極值求解的方法多種多樣，運(yùn)用最多的有以下幾種方法。

1.借用三角函數(shù)求解極值問題的方法

在物理的極值問題中有一類問題數(shù)值的變化規(guī)律與三角函數(shù)相似，當(dāng)求解極值問題的時(shí)候，老師可以根據(jù)三角函數(shù)的性質(zhì)，找出極值點(diǎn)。這一類問題中，傾斜角就是一個(gè)典型。

如圖，質(zhì)量m=0.4 kg的小物塊，以v0=2 m/s的初速度，在與斜面成某一夾角的拉力F作用下，沿斜面向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t=2 s的時(shí)間物塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，A、B之間的距離L=10 m。已知斜面傾角θ=30°，物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ= 。重力加速度g取10 m/s2。求拉力F與斜面夾角多大時(shí)，拉力F最??？拉力F的最小值？

針對(duì)本題，可以借助物塊所受支持力、摩擦力和拉力與斜面之間的夾角分析，根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行解答。通過計(jì)算，我們不難得出：

F=

根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可得cosα+ sinα= sin（60°+α）

由上式可知對(duì)應(yīng)F最小的夾角α=30°。代入數(shù)據(jù)得F的最小值為： 。

2.利用數(shù)形結(jié)合求解極值問題的方法

數(shù)形結(jié)合思想是老師在教學(xué)中較為常用的思想。由于數(shù)形結(jié)合的解題思想具有方便、直觀等優(yōu)點(diǎn)，在解決極值的問題中也收到了廣泛應(yīng)用。老師在進(jìn)行講解之前，應(yīng)該先向?qū)W生們引入這一思想，讓學(xué)生明白數(shù)形結(jié)合思想的具體含義。然后再結(jié)合教材，對(duì)數(shù)形結(jié)合思想的運(yùn)用范圍進(jìn)行講解，幫助學(xué)生了解在什么時(shí)候運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的思想解題比較方便。最后，老師要找?guī)椎罃?shù)形結(jié)合類的題目講解，讓學(xué)生總結(jié)其中的解題規(guī)律后，對(duì)學(xué)生總結(jié)的內(nèi)容進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、完善。

3.運(yùn)用二次函數(shù)求解極值問題的方法

由于二次函數(shù)具有較為明顯的性質(zhì)，所以如果極值的求解可以用函數(shù)的方式表達(dá)出來，就會(huì)使題目變得比較簡(jiǎn)單。運(yùn)用二次函數(shù)解題要求老師在解題之前要與學(xué)生一起復(fù)習(xí)二次函數(shù)的性質(zhì)，然后對(duì)該類別的題目進(jìn)行講解，讓學(xué)生體會(huì)公式之間的轉(zhuǎn)換問題，然后再對(duì)極值問題進(jìn)行解答。