挖補(bǔ)法在高中物理解題中的應(yīng)用探微

劉博文

摘 要：在高中教學(xué)當(dāng)中，物理學(xué)科通常十分抽象、復(fù)雜，因此在物理解題過程中，時常會面臨較大的困難。在解決一些題型的過程中，學(xué)生如果不能掌握正確有效的解題方法，往往就會耗費(fèi)大量的解題時間，并且正確率往往保證。對此，在一些題型的解題過程中，可以對挖補(bǔ)法進(jìn)行應(yīng)用，從而更加準(zhǔn)確、高效的進(jìn)行解題。本文以高中物理最常見的電學(xué)類題型、力學(xué)類題型、綜合類題型為例，研究了挖補(bǔ)法在物理解題中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：挖補(bǔ)法；高中物理解題；應(yīng)用

一、解決電學(xué)類題型

在高中物理課程中，電學(xué)具有較為重要的意義，尤其是對于一些功率、電學(xué)相結(jié)合的題型，可采用挖補(bǔ)法進(jìn)行解題。

例1：已知的交流電流I=Imsinwt，瞬間功率P=[（Im2R）/2]（1-cos2wt），求最大值、有效值之間的關(guān)系。

解析：在解題過程中，首先根據(jù)題目做出正弦交流電流圖，在2π周期當(dāng)中，對交流電流做功進(jìn)行分析，在圖中用陰影部分面積進(jìn)行表示。在圖像當(dāng)中，具有對稱性的特點，因此，將途中的②③⑥⑦通過挖補(bǔ)法進(jìn)行切割，分別填補(bǔ)到①④⑤⑧當(dāng)中，使原有的曲線圖像轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦螆D形，從而將抽象的問題直觀化。以in次，對于交流電流有效值的求解，即可轉(zhuǎn)化為舉行面積的求解，2π[（Im2R）/2]=2πI2R，最終得出，在最大值、有效值之間，存在的關(guān)系I=（/2）Im。

二、解決力學(xué)類題型

在高中物理學(xué)習(xí)中，重力勢能是一個重點內(nèi)容，對于一些十分抽象、復(fù)雜的重力勢能問題，可以利用挖補(bǔ)法進(jìn)行解決。

例2：某條質(zhì)量為m的鏈條材質(zhì)均勻，長度為L。將其放置在光滑的桌面上，懸空1/4的長度，然后放手讓鏈條自然滑落，求在整個過程中鏈條重力勢能的變化。

解析：在解題過程中，應(yīng)當(dāng)對整個過程中鏈條重心的變化進(jìn)行分析，在過程中，重心具有不定的變化，所以對過程的開始和結(jié)束進(jìn)行分析。采用挖補(bǔ)法，將題意等效為3/4的鏈條從桌面變?yōu)閼铱?，鏈條的重心從點O的位置移動到點O，因此在計算重力勢能的過程中，由于重心下降了（5/8）L，因此重力勢能減少了（3/4）m×（5/8）L=（15/32）mgL。

三、解決綜合類題型

例3：在一個絕緣球殼當(dāng)中，具有R的半徑，在球殼表面，帶有一定的電量為Q的正電荷。在球心的位置，對一個帶有q電量的正電荷進(jìn)行放置，基于對稱性的影響，這一點電荷的受力情況為零。此時，將一個半徑為r的小圓孔開在球殼之上，并且確保R大于r，求在這一時刻，球心當(dāng)中放置的正電荷的受力情況。

解析：對于這種題型，在過去的解題過程中，采用傳統(tǒng)解題方法，通常是先對受力情況進(jìn)行分析，在對球殼進(jìn)行開孔之后，原來處于不受力情況下的正電荷狀態(tài)變?yōu)槭芰Φ臓顟B(tài)。從題意當(dāng)中能夠知道，在球殼、點電荷之間，存在著相同種類的電荷，因此，在面向絕緣球心的方向，產(chǎn)生的力是排斥力，球心指向小孔是其受力方向。采用等效法，對半徑為r的小孔進(jìn)行等效，看作是將另一個半徑為r，帶有正電荷的小球放置在密封絕緣球殼當(dāng)中，則能夠計算得出，在球心產(chǎn)生的電場力F=（kqQr2）/4R4。如果采用挖補(bǔ)法進(jìn)行解題，在絕緣球殼表面開的小孔，可以將其看作是在開孔的位置上，將一個具有等量負(fù)電荷的點電荷進(jìn)行放置，所以，根據(jù)題意可知，其帶電量q=（πr2）/4πR2。根據(jù)受力平衡的理論能夠看出，在q和q之間，是一對相互平衡的平衡力，因此，能夠很容易的算出，F(xiàn)=（kqQr2）/4R4，其受力方向，還是從球心指向小孔的位置。

四、結(jié)論

在高中物理解題當(dāng)中，挖補(bǔ)法作為一種十分有效的方法，具有十分廣泛的應(yīng)用，在很多不同類型的物理問題當(dāng)中，都可以運(yùn)用挖補(bǔ)法，對問題進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的解決。例如在力學(xué)、電學(xué)、重力勢能等方面的物理問題當(dāng)中，都可以對挖補(bǔ)法進(jìn)行應(yīng)用，在解題當(dāng)中更加準(zhǔn)確、容易。

參考文獻(xiàn)：

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