试论微元法在高中物理解题中的应用

杜世兴

(山东省滨州实验中学 2016级10班 256606)

物理学科，是高中知识框架中的主导部分，它能够培养我们理性认知思维，能够帮助我们形成体系化、更加准确的解题视角.由此，想要在高考中取得较好的物理成绩，就必须准确把握高中物理知识学习的策略.

一、微元法概述

微元法，是指高中物理知识运用时，可通过设定多个有限元，将题干中的量都表示出来，然后再依据题干，将许多不同量均转换为同一个量，以达到有效分析题干问题的目的.

二、微元法在高中物理解题中的应用

1.电力类习题分析中应用

电力类习题，是微元法最长应用的一类.一般来说，电力习题中主要包括电力内部能量转换问题、外部分析转换两部分.我们借助微元法，分析该类问题时，应注意微元法应用中的变化量，并合理融合物理学相关知识，才能够达到高中物理习题合理解答的目的.

例如；某线路中导体处于水平放置，且电路两端电阻均存在金属导轨相连，导轨之间的间距为L，此时，线路中导体棒随着线路电力变化而变化，既包括垂直平面力，也包括水平方向受力，求此时导体两端线路中导体棒总体位移距离？运用微元法解答本题时，可应用牛顿第二定律，对导线两端的电流传输作用力进行分析，再确定其受力大小，与导体棒为位移距离之间的关系.同时，选取题干中微元法应用的微元量，变量1为微元平均速度，变量2电流瞬时传输速率，与导电棒位移距离之间的关系.变量3为导电棒所能承受的最大电力值.然后将三个变量均转换为变量2.最后列出与变量条件相互符合的计算公式，即可得到实现对高中物理电力部分习题分析，解题过程中微元法的应用与探究.由此来说，微元法在高中物理电力习题分析中的应用，需在把握物理基本知识基础上，学会将微元法中“元”量的合理整合.

2.微元法在匀速变量中的应用

运用微元法分析问题时，它能够将一个复杂的问题转换为多个小问题，进而实现物理系统中各个元素之间关系的清晰梳理.由此，结合微元法，寻求高中物理习题的解题过程，是我们在现有物理知识的基础上，以灵活、简单的分析方法，解决物理习题中的难题.尤其是遇到物理中运动变量问题时，微元法的运用，就能够实现事半功倍的效果.

例如：某区域间距为L，且该区域终端拥有两条相互平行的轨道，其轨道之间的夹角为γ，若导轨表面的摩擦可忽略不计，场强为B，且两条平行轨道的质量为M，导轨以加速度垂直，分析小球B穿过第一个区域时，小球运动速率；求小球穿过第二磁场时，小球运动速率.

针对题干中提到的内容，我们对小球运动速率分析时，应结合该区域常见间距的空间距离，设定有磁场时，小球运动手干扰情况；无磁场时，小球运动的速率变化情况.这样目标性分析过程，保障了小球在第一磁场和第二磁场运动状态下，磁场运动时外部干扰条件.然后再进一步结合小球运动时，垂直重力对小球速率的影响.最后将这些分析条件都整合为同一变量，小球速率变化的条件，并计算出结果，按照实际情况取舍结果即可.

结合以上案例中提到的，小球运动速率计算过程，是以问题为突破口，将微元法中的“元”直接融合在习题解答过程.这种问题分析过程，能够以更清晰的解题思路，对高中物理知识分析进行解析，从而也就达到了高中物理习题目标性解答的目的了.

3.非匀速变量分析中应用

非变量分析，一般无法按照物体一般运动规律解答问题，但我们在分析该类问题时，经常会假定其运动匀速，先判定它是否成立，进而再逐步计算运动物体在各部分运动的实际情况，虽然也能够解题，但解题速率相对较慢.运用微元法分析这类题目时，可直接将费匀速运动题干中，多个量均设出来，再从习题题干的求解内容中，分析相应习题中的核心变化量，待题干中所有条件均确定后，运用核心变化量将其他“元”置换出来，就能够达到合理分析物理习题主要内容的目的了.由此来说，微元法在高中物理解题中的应用，是结合物理习题题干内容灵活进行定量探究.

4.能量守恒分析中运用

能量守恒习题出题规律总结来说，能量守恒中多样性要素把握，是能量守恒类物理习题的主要形式.为了准确把握物理习题中能量守恒条件，可通过微元法，确定题干中能量守恒条件的全面分析，即借助微元法，对物理题干中的信息都列举出来，然后逐一对应物理学中质量守恒定律条件.

举例来说，一根质地均匀的链条，从悬挂在天花板的正中央，且链条垂直线下部分刚好与地面接触.若将天花板一端放开，则链条会自由坠落.链条下落时，链条对地面的作用力，等于已落在地板上的链条重力的5倍，切F=5mg.证明：链条落地一瞬间对地面的冲力大小，且与链条自由落地的速率之间是否存在着关联.若运用微元法分析问题时，可依据动量定理、质量定理，对地板受到的冲力进行分析，进而达到质地均匀的链条质量守恒转化的微元分析条件、物体坠落时所受到的重力情况，然后将两者中重合部分相互取代，就能够得到物理力学分析的最终结果.

5.物理习题中近似关系运用

物理系统中近似关系分析，主要是指物理习题中角度计算、速率计算等环节中，数据计算转换过程中的近似值处理.若我们进行物理习题问题分析时，直接运用结构处理策略，进行四舍五入，最后计算结果很容易出现1-2位数值的误差.此时，运用微元法进行物理习题计算，可分别应用未知数将其表示出来，然后再依据物理习题中的相关条件，最后进行计算结果的取舍保留.微元法在高中物理近似值计算方面的分析，是全面结合物理习题分析要点，实行相应的高中物理习题综合处理，从而有效避免了高中物理问题处理时，计算结错误丢分的问题.

综上所述，试论微元法在高中物理解题中的应用，是提升高中物理解题速率，提升学科解题速率的主要方法.在此基础上，充分发挥微元法在实际中应用优势，可通过把握电力类习题分析中应用、微元法在匀速变量中的应用、非匀速变量分析中应用三方面要点，实现高中物理知识的高效率学习.