試論微元法在高中物理解題中的應用

杜世興

(山東省濱州實驗中學 2016級10班 256606)

物理學科，是高中知識框架中的主導部分，它能夠培養我們理性認知思維，能夠幫助我們形成體系化、更加準確的解題視角.由此，想要在高考中取得較好的物理成績，就必須準確把握高中物理知識學習的策略.

一、微元法概述

微元法，是指高中物理知識運用時，可通過設定多個有限元，將題干中的量都表示出來，然后再依據題干，將許多不同量均轉換為同一個量，以達到有效分析題干問題的目的.

二、微元法在高中物理解題中的應用

1.電力類習題分析中應用

電力類習題，是微元法最長應用的一類.一般來說，電力習題中主要包括電力內部能量轉換問題、外部分析轉換兩部分.我們借助微元法，分析該類問題時，應注意微元法應用中的變化量，并合理融合物理學相關知識，才能夠達到高中物理習題合理解答的目的.

例如；某線路中導體處于水平放置，且電路兩端電阻均存在金屬導軌相連，導軌之間的間距為L，此時，線路中導體棒隨著線路電力變化而變化，既包括垂直平面力，也包括水平方向受力，求此時導體兩端線路中導體棒總體位移距離？運用微元法解答本題時，可應用牛頓第二定律，對導線兩端的電流傳輸作用力進行分析，再確定其受力大小，與導體棒為位移距離之間的關系.同時，選取題干中微元法應用的微元量，變量1為微元平均速度，變量2電流瞬時傳輸速率，與導電棒位移距離之間的關系.變量3為導電棒所能承受的最大電力值.然后將三個變量均轉換為變量2.最后列出與變量條件相互符合的計算公式，即可得到實現對高中物理電力部分習題分析，解題過程中微元法的應用與探究.由此來說，微元法在高中物理電力習題分析中的應用，需在把握物理基本知識基礎上，學會將微元法中“元”量的合理整合.

2.微元法在勻速變量中的應用

運用微元法分析問題時，它能夠將一個復雜的問題轉換為多個小問題，進而實現物理系統中各個元素之間關系的清晰梳理.由此，結合微元法，尋求高中物理習題的解題過程，是我們在現有物理知識的基礎上，以靈活、簡單的分析方法，解決物理習題中的難題.尤其是遇到物理中運動變量問題時，微元法的運用，就能夠實現事半功倍的效果.

例如：某區域間距為L，且該區域終端擁有兩條相互平行的軌道，其軌道之間的夾角為γ，若導軌表面的摩擦可忽略不計，場強為B，且兩條平行軌道的質量為M，導軌以加速度垂直，分析小球B穿過第一個區域時，小球運動速率；求小球穿過第二磁場時，小球運動速率.

針對題干中提到的內容，我們對小球運動速率分析時，應結合該區域常見間距的空間距離，設定有磁場時，小球運動手干擾情況；無磁場時，小球運動的速率變化情況.這樣目標性分析過程，保障了小球在第一磁場和第二磁場運動狀態下，磁場運動時外部干擾條件.然后再進一步結合小球運動時，垂直重力對小球速率的影響.最后將這些分析條件都整合為同一變量，小球速率變化的條件，并計算出結果，按照實際情況取舍結果即可.

結合以上案例中提到的，小球運動速率計算過程，是以問題為突破口，將微元法中的“元”直接融合在習題解答過程.這種問題分析過程，能夠以更清晰的解題思路，對高中物理知識分析進行解析，從而也就達到了高中物理習題目標性解答的目的了.

3.非勻速變量分析中應用

非變量分析，一般無法按照物體一般運動規律解答問題，但我們在分析該類問題時，經常會假定其運動勻速，先判定它是否成立，進而再逐步計算運動物體在各部分運動的實際情況，雖然也能夠解題，但解題速率相對較慢.運用微元法分析這類題目時，可直接將費勻速運動題干中，多個量均設出來，再從習題題干的求解內容中，分析相應習題中的核心變化量，待題干中所有條件均確定后，運用核心變化量將其他“元”置換出來，就能夠達到合理分析物理習題主要內容的目的了.由此來說，微元法在高中物理解題中的應用，是結合物理習題題干內容靈活進行定量探究.

4.能量守恒分析中運用

能量守恒習題出題規律總結來說，能量守恒中多樣性要素把握，是能量守恒類物理習題的主要形式.為了準確把握物理習題中能量守恒條件，可通過微元法，確定題干中能量守恒條件的全面分析，即借助微元法，對物理題干中的信息都列舉出來，然后逐一對應物理學中質量守恒定律條件.

舉例來說，一根質地均勻的鏈條，從懸掛在天花板的正中央，且鏈條垂直線下部分剛好與地面接觸.若將天花板一端放開，則鏈條會自由墜落.鏈條下落時，鏈條對地面的作用力，等于已落在地板上的鏈條重力的5倍，切F=5mg.證明：鏈條落地一瞬間對地面的沖力大小，且與鏈條自由落地的速率之間是否存在著關聯.若運用微元法分析問題時，可依據動量定理、質量定理，對地板受到的沖力進行分析，進而達到質地均勻的鏈條質量守恒轉化的微元分析條件、物體墜落時所受到的重力情況，然后將兩者中重合部分相互取代，就能夠得到物理力學分析的最終結果.

5.物理習題中近似關系運用

物理系統中近似關系分析，主要是指物理習題中角度計算、速率計算等環節中，數據計算轉換過程中的近似值處理.若我們進行物理習題問題分析時，直接運用結構處理策略，進行四舍五入，最后計算結果很容易出現1-2位數值的誤差.此時，運用微元法進行物理習題計算，可分別應用未知數將其表示出來，然后再依據物理習題中的相關條件，最后進行計算結果的取舍保留.微元法在高中物理近似值計算方面的分析，是全面結合物理習題分析要點，實行相應的高中物理習題綜合處理，從而有效避免了高中物理問題處理時，計算結錯誤丟分的問題.

綜上所述，試論微元法在高中物理解題中的應用，是提升高中物理解題速率，提升學科解題速率的主要方法.在此基礎上，充分發揮微元法在實際中應用優勢，可通過把握電力類習題分析中應用、微元法在勻速變量中的應用、非勻速變量分析中應用三方面要點，實現高中物理知識的高效率學習.