對于一些問題,尤其是選擇題,我們有時不需要完全計算答案。
因為畢竟選擇題的答案就在四個選項之中。 我們要做的是選擇正確的答案,而不是自己去計算正確的答案。
因為我們只需要“從中選擇”,就可以充分利用選項的信息,用“驗證”的思維解決問題,而不是“從頭開始”。 這也是“特值法”的由來。
一般結論還必須包括特殊情況。
好吧,原理很簡單,使用特值法比直接計算要容易得多。 然而,即使兩個朋友都想到使用特殊值方法來解決問題,由于選擇的“特殊情況”不同,解決方案仍然會有所不同。 題目難度差別很大!
當然,不考慮“特殊情況”也是可以的!
因此,即使采用“特值法”這樣的簡單方法,仍然可以“優中選優”,在最簡單的方法中選擇最簡單的方法。
那么我們來談談“特殊價值法”。 它有什么特別之處?
例如,取極限,等于0或等于無窮大。
例如,等式用于使多個物理量相等。
例如取某個常數值,如1或2或3等。
事實上,當我們取特殊值時,它不僅僅是數學上的特殊。 有時我們也會對問題本身所研究的物體狀態、物理模型或物理過程進行簡化,比如將勻速直線運動簡化為勻速運動等,這些都需要我們在具體題目中靈活嘗試。
當然,在實際考試中,有些題因為知識點超出了范圍,所以只能用特值法來解決。 如果能夠通過“特值法”來解決,反過來說,就不屬于嚴格意義上的。 畢竟這也是對思維方法的考驗。
下面,我們舉一些例子來說明。
例1:物體以勻加速直線運動。 通過一段位移Δx所需的時間為t_1,通過下一段位移Δx所需的時間為t_2。 則物體運動的加速度為( )
A. frac{2Delta x(t_1-t_2)}{(t_1+t_2)}
B、frac{Delta x(t_1-t_2)}{(t_1+t_2)}
C、frac{2Delta x(t_1+t_2)}{(t_1-t_2)}
D. frac{Delta x(t_1+t_2)}{(t_1-t_2)}
解:這題其實不難,但是我們還是可以考慮用特殊的值來計算,
注意,我們上面已經提到,取特殊值也意味著物理狀態或物理過程的簡化。
例如,如果我們設置t_1=t_2,則運動簡化為勻速直線運動,即a=0,因此可以先排除選項C和D。
然后,我們可以考慮一些特殊情況,比如將初速度設置為零,則t_2=(sqrt2-1)t_1,
代入選項A和選項B進行驗證。
然后高中物理代入數據,在選項 A 中,我們得到,
a=frac{2Delta x(t_1-t_2)}{(t_1+t_2)}=frac{2Delta x(2-sqrt2)t_1}{(sqrt2-1)t_1^2} =frac{2Delta x}{t_1^2},
即 Delta x=frac{1}{2}at_1^2 滿足初速度為零的勻加速直線運動定律,
所以選項A是正確的。
但事情似乎并沒有簡單很多!
不過排除C、D選項的方法還是有點用的!
不管怎樣,我們先做一個方法吧!
例2:如圖所示,一根不可伸長的輕繩穿過滑輪后,質量為m_1、m_2的物體A、B分別懸掛在兩端。 如果滑輪有一定的尺寸,質量為M且分布均勻,滑輪就會旋轉。 滑輪與繩索之間無相??對滑動,不考慮滑輪與軸之間的摩擦力。 假設繩子對A和B的拉力分別為T_1和T_2。 已知以下關于T_1的四個表達式之一是正確的。 請根據你所學的物理知識,通過一定的分析來判斷正確的。 表達式為 ( )
A、T_1=frac{(M+2m_2)m_1g}{M+2(m_1+m_2)}
B、T_1=frac{(M+2m_2)m_1g}{M+4(m_1+m_2)}
T_1=frac{(M+4m_2)m_1g}{M+2(m_1+m_2)}
D、T_1=frac{(M+4m_2)m_1g}{M+4(m_1+m_2)}
解一:如果要完整計算這道題,屬于超類,因為滑輪有質量,屬于剛體范疇。 如果大家有興趣的話,我下次可以具體講一下。
因此,為了避免這種超類的情況,我們可以假設M=0,這樣就不會超類了。
當M=0時,利用“曲線坐標+內力公式”可以很快得到這個問題的答案。
T_1=T_2=frac{m_1cdot m_2g+m_2cdot m_1g}{m_1+m_2}=frac{}{m_1+m_2} ,
如果您是第一次閱讀我的文章或者不明白“曲線坐標+內力公式”即時求解方法,可以閱讀文章《原野:專題集:曲線坐標系中的牛第二定律,一個特殊的曲線坐標系》整體方法“自學,哈哈,
當然,也可以采用隔離法來分析m_1和m_2的單獨應力。
然后將M=0代入四個選項中進行驗證。 C選項一致,故答案為C選項。
解決方案2:在上述方法中,滑輪質量M=0將超類剛體問題轉化為非超類粒子問題。 這和之前說的還是一致的。 取特殊值可以簡化對象模型。
但這并不是最好的“特殊值方法”。 我們還可以有更好的方法,
比如讓m_1=m_2=m,這樣m_1和m_2是靜止的,我們把一個運動的物理過程變成靜止狀態,所以此時T_1=mg,
當然,在實際操作中,我們可以更“不要臉”,比如直接設置m_1=m_2=M=1。 只有選項C等于10,所以答案是選項C。
例3:如圖所示,在光滑的水平面上有一個質量為M、傾角為θ的光滑斜面。 有一個質量為m的木塊沿斜面滑下。 對于木塊向下滑動時斜面所受到的壓力的答案,有如下四種表達式。 判斷這四個表達式是否合理,不需要進行復雜的計算,而是根據所學的物理知識和物理方法進行分析,判斷解的合理性或正確性。 根據你的判斷,下列表達式最可能正確的是( )
A、frac{Mmgsinθ}{Mmsin^2θ}
B、frac{Mmgsinθ}{M+msin^2θ}
C、frac{Mmgcosθ}{Mmsin^2θ}
D、frac{Mmgcosθ}{M+msin^2θ}
解決方案:這個問題也超出了范圍,所以我們考慮特殊情況,
木塊對斜面的壓力記為N,
例如,θ=0°,則N=mg,選項A、B錯誤,
例如,θ=90°高中物理代入數據,則N=0,選項A、B錯誤,
例如,>m">M>>m,則M是平穩的,則N=mgcosθ,選項A和B是錯誤的,
那么看來只能排除A選項和B選項了。我還是無法決定C選項和D選項該選哪一個?
小伙伴們,先自己想一想,其實很簡單!
...
我要開始講了
例如,對于選項C,設M=m,θne0°,θne90°,則:
mg">N=frac{Mmgcosθ}{Mmsin^2θ}=frac{mcdot mgcosθ}{mmsin^2θ}=frac{mg}{cosθ}>mg ,
顯然不合理,故選項C錯誤。
例如,對于選項C,令M