物理解题方法二极值法

1、物理解题方法2-极值法 一、一、利用配方法求极值利用配方法求极值 将所求物理量表达式化为将所求物理量表达式化为 “y=(x-a)2+b”的形式，从而可得出：当的形式，从而可得出：当x=a时，时，y有极值有极值b。（二次函数求极值法）（二次函数求极值法）例一矩形线框abcd周长为L,其中通有电流，将它置于一匀强磁场中，且ab边与磁感线方向平行，该线框所受磁力矩最大可为多少？ 二、利用三角函数法求极值二、利用三角函数法求极值如果所求物理量表达式中含有三角函数，如果所求物理量表达式中含有三角函数，可利用三角函数求极值。可利用三角函数求极值。1若所求物理量表达式可化为若所求物理量表达式可化为“y=A

2、sin cos”形式（即形式（即y= sin2）,则在则在=45o时，时，y有极有极值值A/2。例2如图，n个倾角不同的光滑斜面具有共同的底边，当物体沿不同的倾角无初速从顶端滑到底端，下列哪种说法正确（） （A）倾角为30o时,所需时间最短。（B）倾角为45o时,所需时间最短。 （C）倾角为75o时,所需时间最短。（D）所需时间均相等。 2、若所求物理量表达式形如若所求物理量表达式形如“y=asin +bcosy=asin +bcos ”, ”,则将该式化为则将该式化为“y=ay=a2 2+b+b2 2 sin( + )” sin( + )”从而得出从而得出y y的极值的极值a a2 2+b+

3、b2 2 。（即。（即“和差化积和差化积”法）法）例3质量为10千克的木箱置于水平地面上，它与地面间滑动摩擦因数= ，受到一个与水平方向成角斜向上的拉力F，为使木箱作匀速直线运动，拉力F最小值为多大？33n 三、三、 用不等式法求极值用不等式法求极值n 如果所求物理量表达式可化为如果所求物理量表达式可化为“Y=Kab”的的形式，其中均为形式，其中均为a、b变量，但变量，但a+b=恒量恒量（a0、b0），则可根据不等式性质），则可根据不等式性质ab(a+b)2/2求极值。（求极值。（“定和求积法定和求积法”）n例4一个下端封闭,上端开口的粗细均匀的玻璃管,竖直放置,管全长90厘米,管中有一段长2

4、0厘米的水银柱,在温度270C时,水银柱下面空气柱长为60厘米,若外界大气压P0=76cmHg,要使管中水银全部溢出,温度至少应升到多少?n四、用二次函数判别式求极值四、用二次函数判别式求极值n 若所求物理量的表达式为二次函数若所求物理量的表达式为二次函数“Y=ax2+bx+c”的的形式，将该表达式整理得方程形式，将该表达式整理得方程“ax2+bx+(c-y)=0”，要，要使方程有解，该函数判别式使方程有解，该函数判别式=b2-4a(c-y)0，由此可，由此可解极值。解极值。n 例5一点光源从离凸透镜无限远处沿主轴移到焦点，移动过程中，点光源和所成的像间距离的变化情况是：（）n（A）先增大，后

5、减小（B）先减小，后增大n（C）一直增大（D）一直减小n五、分析物理过程求极值五、分析物理过程求极值n 有些问题可直接通过分析题中的物理过程及相应的有些问题可直接通过分析题中的物理过程及相应的物理规律，找出极值出现时的隐含条件，从而求解。物理规律，找出极值出现时的隐含条件，从而求解。 例6如图，轻质长绳水平地跨在相距为2L的两个小定滑轮A、B上，质量为M的物体悬挂在绳上O点，O与A、B两滑轮距离相等，在轻绳两端C、D分别施加竖直向下的拉力F=mg,先拉住物体,使绳处于水平拉直状态,静止释放物体,在物体下落过程中,保持C、D两端拉力F不变,求物体下落的最大速度和最大距离n六、用假设推理法求极值六

6、、用假设推理法求极值n 通过假设法使研究对象处于临界状态，然后再利通过假设法使研究对象处于临界状态，然后再利用物理规律求得极值。（用物理规律求得极值。（“临界临界”法）法）例7如图，能承受最大拉力为10N的细OA与竖直方向成450，能承受最大拉力为5N的细线OB水平，细线OC能承受足够大的拉力，为使OA和OB均不被拉断，OC下端所悬挂物体P最重不得超过多少？n七、用图象法求极值七、用图象法求极值n通过分析物理过程中遵循的物理规律，找到变量间通过分析物理过程中遵循的物理规律，找到变量间的函数关系，作出其图象，由图象可求得极值。的函数关系，作出其图象，由图象可求得极值。例8两辆完全相同的汽车，沿水平直路一前一后匀速行驶，速度均为V0，若前车突然以恒定加速度刹车，在它刚停止时，后车以前车刹车时的加速度开时刹车，已知前车在刹车过程中行驶距离为S。在上述过程中要使两车不相撞，则两车在匀速运动时，报持的距离至少应为：（）（A）S（B）2S（C）3C（D）4Sn小结：小结：n“忘忘”掉具体题文；升华、归纳、牢记