例談微元法在高中物理解題中的應(yīng)用

摘 要：高中物理解題中，不僅需結(jié)合物理理論知識(shí)，而且還需與數(shù)學(xué)知識(shí)以及解答方法相結(jié)合，有效解決物理試題.因此，在講解物理題時(shí)，教師需關(guān)注微元法的具體解題思想與流程，以確保學(xué)生的解題準(zhǔn)確率與效率的提高.

關(guān)鍵詞：高中物理；微元法；解題；策略

中圖分類號(hào)：G632?? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? 文章編號(hào)：1008-0333（2023）34-0117-03

在高中物理的解題過(guò)程中運(yùn)用微元法是極其高效的一種解題方法.微元法當(dāng)中的“微”主要指解題過(guò)程十分短暫，“元”則指獨(dú)立性，也能夠反映出解題過(guò)程，也就是說(shuō)在整體當(dāng)中劃分出細(xì)微的局部，依據(jù)某些內(nèi)在關(guān)聯(lián)與規(guī)律，經(jīng)過(guò)局部了解到物理試題，以完成解題.將微元法應(yīng)用于物理解題過(guò)程，主要是對(duì)物理問(wèn)題實(shí)施分析和解決，屬于多種解題法中最有效的方法之一，其不僅可以使學(xué)生在具體解題過(guò)程中，深刻體會(huì)到從部分至整體的解題過(guò)程，而且還可以幫助學(xué)生有效掌握相關(guān)物理知識(shí)，從而使學(xué)生的解題水平與學(xué)習(xí)能力實(shí)現(xiàn)有效提高.

1 微元法應(yīng)用的解題流程

第一步，取“元”.“元”是重要內(nèi)容，解題的關(guān)鍵就是取“元”，如果不能保證取“元”的正確性，就會(huì)影響到學(xué)生自身的解題效果.因此，在取“元”時(shí)，需注重幾個(gè)點(diǎn)：（1）取“元”時(shí)，要確保該計(jì)算過(guò)程是十分簡(jiǎn)單的，若取“元”難度相對(duì)較大，不建議運(yùn)用微元法［1］；（2）取“元”可經(jīng)過(guò)不斷的疊加，獲得相應(yīng)的結(jié)果，疊加可呈現(xiàn)在兩方面，一方面是加權(quán)疊加，依次計(jì)算各“元”；另一個(gè)方面，則是確保取“元”后，可呈現(xiàn)全面且系統(tǒng)的知識(shí)體系，由此可知，取“元”經(jīng)過(guò)疊加后，可代表整體.

第二步，模型化.當(dāng)完成取“元”后，教師就需引導(dǎo)學(xué)生積極應(yīng)用“元”，即模型化，其能夠通過(guò)接近于相等或極限相等等各種方法，對(duì)問(wèn)題的解決難度進(jìn)行降低，以采取更加簡(jiǎn)單的方法，進(jìn)行物理模型的構(gòu)建，從而使物理問(wèn)題的解決過(guò)程更加簡(jiǎn)單、高效［2］.

第三步，求和.計(jì)算完“元”后，教師就需引導(dǎo)學(xué)生采用疊加求和，計(jì)算出相應(yīng)的結(jié)果.一般來(lái)說(shuō)，疊加計(jì)算的整個(gè)過(guò)程與數(shù)學(xué)知識(shí)之間是有著緊密關(guān)聯(lián)的，這就要求學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)及其求和公式進(jìn)行求和.

2 微元法在高中物理解題中的應(yīng)用策略

2.1 微元法在電磁感應(yīng)問(wèn)題解決中的應(yīng)用

例1 在光滑且水平的導(dǎo)軌上面放置一個(gè)金屬桿，其質(zhì)量為m，且導(dǎo)軌的間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌一邊連接的電阻阻值為R，其他的電阻均不考慮其阻值.此時(shí)，垂直導(dǎo)軌均勻的磁場(chǎng)，其強(qiáng)度是B，若金屬桿朝右的初始速度是v0，若導(dǎo)軌有著足夠的長(zhǎng)度，求取金屬桿在導(dǎo)軌上向右移動(dòng)的最大距離是多少？

解析 對(duì)金屬桿的具體受力實(shí)施科學(xué)分析，重力為mg且支持力為N，因?yàn)榻饘贄U朝右邊移動(dòng)時(shí)，所受的安培力會(huì)按照其自身的位置不斷變化，這個(gè)時(shí)候，加速度就會(huì)逐漸降低，呈現(xiàn)出減速運(yùn)動(dòng)；而微元法的靈活應(yīng)用，其主要是將解題的全過(guò)程，分解成同樣的微小單元，且金屬桿在各微小單元當(dāng)中最初的速度是v，且各單元當(dāng)中金屬桿具體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是與0無(wú)限接近的，因此，可表示各個(gè)微小單元的金屬桿均為勻速直線運(yùn)動(dòng)［3］.因此，本題的解決關(guān)鍵是結(jié)合微元法，明確導(dǎo)體棒做加速度不斷減小的減速運(yùn)動(dòng).

參考文獻(xiàn)：

［1］ 臧凱泉.微元法在高中物理解題中的有效應(yīng)用研究［J］.數(shù)理化解題研究，2022（21）：70-72.

［2］ 張立強(qiáng).“微元法”在高中物理解題中的應(yīng)用探索［J］.數(shù)理化解題研究，2022（21）：73-75.

［3］ 周霽.“微元法”在高中物理教學(xué)解題中的應(yīng)用［J］.數(shù)理天地（高中版），2022（10）：80-82.

［4］ 劉姿宇.“微元法”在高中物理解題中的應(yīng)用探究［J］.數(shù)理化解題研究，2019（04）：59-60.

［責(zé)任編輯：李 璟］

收稿日期：2023-09-05

作者簡(jiǎn)介：解曉兵（1986.8-），男，安徽省利辛人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，從事高中物理教學(xué)研究.