中考數學解題妙招:用槓桿原理解決相似壓軸小題,此法快準狠!

2021-01-13 毛老師數學課

中考數學難題往往都和相似三角形有關,而求線段的比也經常會成為選擇、填空的壓軸小題。這類題的常規解法是添加輔助線,構造A字型和8字型相似,再利用相似比或者平行線分線段成比例的原理進行求解。

而如何構造輔助線這是一個難點,很多同學無法突破,即便作出了輔助線,有時想準確地找到比例關係也是難事,最終只能放棄。

下面這道中考真題,同學們可以先自己做一下,感受下此類題的難度,能做對的同學很不錯,做不好也沒關係,後面會有具體的解答,而且這種方法非常簡單,最重要的是,每個同學都可以輕鬆掌握!

那麼,這類題我們有沒有更好的解決辦法呢?當然有,而且這種方法連輔助線都不用做。到底是什麼樣的好方法呢?那就是物理學上的槓桿原理,我們可以利用槓桿原理輕鬆破解此類難題,甚至直接口算都可以。

同學們對槓桿原理應該都很熟悉,如果忘記了,那我們就來一起複習下吧。

槓桿原理雖然很有名,但是這是一個物理學上的知識,跟我們的相似比有何關係呢?下面,我們先結合兩個簡單的例子進行一個講解。

其實,我們只要搞清楚以上這兩個問題,就可以解決此類數學問題了。

槓桿原理,本質上是一種平衡關係,研究的是力和力臂之間的一種關係。我們可以把動力和阻力理解為線段AB兩端的兩個質量相等或不等的小球,要使線段保持平衡狀態,根據槓桿原理,就需要滿足A、B兩端點到重心的距離與其質量成反比。據此,我們便可得到線段之比,即AC/BC=b/a.

槓桿原理,也稱「槓桿平衡條件」,要使槓桿平衡,作用在槓桿上的兩個力矩(力與力臂的乘積)大小必須相等。即:動力×動力臂=阻力×阻力臂。

由於,我們在A、B兩個端點處放置的是帶有質量的小球,所以,也可以把這種方法稱為質量法。

這種質量法可以很好的解釋重心這個概念,證明中線的相關性質。

三角形的三條中線交於一點,這一點是三角形的重心;三角形的中線平分三角形的面積,三條中線分得的六部分面積相等;三角形的重心把每條中線分成2:1的兩部分。下面,我們就結合幾道經典例題,來看下在中考中如何用質量法去快速求解線段之比。

例1、例2這兩道題都是中考模擬題,難度並不大,構造一條輔助線就可以解決這兩題,但是,我們採用槓桿原理去解決這兩題,不但不需要做任何輔助線,而且可以快速口算得到答案。

例3這道題是一道自主招生題,稍微增加了一點難度,其實只不過是多了些步驟而已,與前兩題沒有本質區別,同樣,我們可以用質量法快速求解。

如果這幾題還不能顯示出物理學原理在解此類題的巨大作用的話,那麼,下面這兩道例題將足以顯現出它的巨大優勢!

例4這道題是四川涼山州中考真題,我們給出了質量法和普通解法兩種方法,通過對比,我們可以明顯感受到質量法的優勢,不但簡單快速,而且直接有效,如果掌握此種方法,在中考中,便可幫助我們大大提高解題效率,做到事半功倍!

例5這道題是一道比較老的經典相似題,如果用普通方法去做,估計有很多同學會找不到思路,即使找到突破口,也需要做多條輔助線,利用多次相似比的轉化,然後,才能得到最終答案。

用質量法便很容易求解,雖然過程也比較複雜,但是其實都是口算題,而且不需要作任何輔助線,所以,優勢還是比較明顯的。

有時,多一種方法就多一條路,選對方法就會事半功倍,考場如戰場,我們要的不只是準,有時更要快和狠!

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