微元法在高中物理教學中的運用

康仕勇

摘 要：隨著新課改在我國高中教育中的不斷深入，高中校園更加重視高中物理教學的重要性，也提升了對學生物理思維培養工作的重視，加強了對學生綜合能力的提升。對于高中物理教學來說，教師應重視對學生進行物理思想教育，不斷提升學生的物理思維能力，從而更好地提升學生的學習水平，并且也要提升學生對“微元法”的認識，教師也要在高中物理教學中有效地運用“微元法”，真正提升高中物理教學水平。

關鍵詞：微元法；高中物理；教學運用 為了科學有效地滿足新課改的教育要求，高中教育應該重視培養學生的綜合素質以及全面能力，尤其要提升學生對物理知識學習的能力，并不斷增強學生的物理思維，這對學生未來健康穩定地發展有著極大的幫助，教師應科學運用“微元法”開展物理教學活動，從而發揮物理教學的優勢與作用，為推動學生未來長遠發展奠定堅實的基礎。

一、微元法的定義

微元法主要就是人們在處理問題當中，通過研究對象或是物理過程進行拆分，分為若干微小的“元對象”或是“元過程”，而這其中每一個“元對象”“元過程”都以相同的規律為標準，因此只要將其中某一內容進行分析，之后再將其內容進行數學方法和物理思想處理，就能更好地解答物理知識和問題。這一方法屬于分析和解決物理問題當中最為常見的形式，通過由部分到整體的一種思維形式。通過運用這一形式能夠對一些復雜繁瑣的物理問題進行解答，使其變得更加簡單，從而讓人們運用熟悉的物理概念或是規律來解決問題，以此來提升學生解決問題的能力。通過有效地運用微元法，其目的就是將不易分析和解決的問題，通過更好的系統物理模型來進行解決，以此提升學生的物理問題解決能力，所以在當前高中物理教學中應重視培養學生微元法的運用，從而為學生良好的發展奠定堅實的基礎。

二、在高中物理教學中運用微元法的策略

由于“微元法”是高中物理中重要的思維形式，在運用其處理和解決問題時，其思路和解決方法應為以下幾點：首先，選取微元，運用其為量化元的研究對象或是元研究的主要過程。其次，將元研究對象或是元研究過程為一個恒定，再運用相應的規律給予待求量相應的微元表達式。最后，在微元表達式的相應定義域內進行疊加演算，并求得待求量。通過有效地選取“微元”的形式，有效地將瞬時變化問題向平均變化或是恒定不變問題形式轉變，通過將復雜的問題向簡單的問題進行轉換，進而讓學生更好地理解和解決相應物理問題，真正有效地提升學生對微元法的理解，并合理地運用其提升自身學習能力和解題水平。

例如，如圖，其兩條平行導軌，在平面與水平地面夾角為θ，且L為其間距。在導軌上端連接著平行板電容器，C為電容。導軌現在處在勻強磁場當中，B為磁感應強度的大小，并且方向為垂直于導軌平面。之后在導軌上放置了質量為m的金屬棒，金屬棒可以沿著導軌進行下滑，并且在下滑中會保持與導軌垂直，兩者也會良好接觸。而已知金屬棒與導軌之間的動摩擦因數為μ，其重力加速度為g。忽略所有電阻阻礙，之后讓金屬棒從導軌上端從靜止狀態開始進行下滑，求：

（一）電容器極板上積累的電荷量和金屬棒的速度大小之間的關系是 ？

（二）金屬棒下滑速度大小隨時間變化的關系是 ？

問題解析：

（一）解題時應對問題進行詳細的審讀，明確各數值間的變量。首先，設金屬棒的下滑速度為v，而感應電動勢則為E=BLv，并且平行板的電容器兩極板間電勢差是U=E，且在此時的電容器極板上所累積的電荷量是Q，那么通過按照定義C=，就可以得出Q=CNLv。

（二）再設金屬棒速度為v，而其所經歷的時間是t，經過金屬棒電流是I，那么金屬棒就會受到沿導軌向上的磁場力f1=BLI，設時間間隔為（t，t+Δt）其內流經金屬棒電荷量是ΔQ，根據定義：I=，那么ΔQ也是平行板電容器極板在間隔時間為（t，t+Δt）內，增加了電荷量，通過以上可以得出，Δv是金屬棒的速度變量，根據定義：a=，金屬棒將會受到斜向上的摩擦力，其大小是f2=μN，其中的N為金屬棒對導軌的正壓力，N=mgcosθ，金屬棒在t時刻時，加速度的方向是沿斜面向下的狀態，大小設為a，并且根據牛頓第二定律：a=，由題意可以得出，金屬棒在初始速度為0的勻速度運動的情況下，在t時金屬棒速度大小是v=。

答：（一）電容器極板之上累積的電荷量與金屬棒速度大小有著Q=CNLv的關系。

（二）金屬棒速度大小與時間變化關系為v=。

微元法在高中物理教學中是非常重要的方法，教師應在實際教學中合理地運用微元法，并培養學生運用微元法解決物理問題，從而真正有效地提升學生學習水平以及解題能力，為學生以后學習奠定堅實基礎。

參考文獻：

[1]周文明.高中物理解題中“微元法”的應用例析[J].好家長，2015（50）：227.

[2]吳強，王曉輝.微元法在高中物理教學中的應用[J].教育實踐與研究（B），2012（12）：53-55.

？誗編輯 張珍珍endprint