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极限思想在高中物理学习中的应用
作者：单蕾 戴军
来源：《理科考试研究·高中》2016年第11期
极限原本是数学中的一个名词，顾名思义，就是把一个数值无限放大或缩小，也可能是无限接近于某一个值.极限法在进行某些物理过程的分析时，其基本步骤是，解题者可以将某个量进行无限增大与缩小，通过这个极限得到一个结论，然后通过该结论反推原题.介于它的高效性，恰当应用极限法能够避免复杂计算，使问题化难为易，化繁为简，思路灵活，判断准确，提高解题效率.
一、极限思想在物理概念理解中的应用
高中物理概念是非常多的，在理解这些概念的时候往往不容易把握，但是如果渗透极限的思想，将会事半功倍.
例1对电子轨道能量的理解
，如图1所示是玻尔理论的能级图，学生对于这样的问题往往产生一个疑问，既然是能级，能量值为什么是负值？而且电子作为实物粒子本身就在运动，它是具有动能的. 解析对于玻尔能级，电子位于无穷远处时，系统的总能量为零.当电子从无穷远处向靠近核的能级跃迁时，核对电子的引力（电场力）做正功，电势能Ep=-kQer减小.但电子的动能EK=mv22=kQe2r（库仑力充当向心力，mv2r=kQer2）增大.波尔理论认为：电子向靠近核的轨道跃迁时，总能量减小，减小的能量以光子的形式辐射出去；电子吸收能量后向远离核的轨道跃迁，总能量增大.应用极限的思想就很容易说清楚——取无穷远处为零势能参考面，那么库伦力做正功，电势能减小，自然是负的，而且这个负值比电子动能要大，学生就很容易理解了. 拓展一将该问题进行拓展，就可以很好地解释天体运动中天体引力势能为负值的问题——取无穷远（极限）为参考面，万有引力做正功，引力势能减小，所以天体的引力势能为负. 拓展二对分子势能的理解
例2如图2所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示.图中分子势能的最小值为-E0.若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是
解析首先对于图象，x2位置是分子势能最小处，但是其值也是取无穷远为0这个极限之后才确定的.因此就很好地说明了为什么分子势能有一部分为负值，而且最后是无限趋近于0的.分子处于r0位置时所受分子合力为零，加速度为零，此时分子势能最小，分子的动能最大，总能量保持不变，由题图可知x2位置即是r0位置，此时加速度为零，A错.x=x2位置，