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例谈微元法在高中物理解题中的应用

2023-04-08解晓兵

数理化解题研究·高中版 2023年12期
关键词:微元法高中物理解题

摘 要:高中物理解题中,不仅需结合物理理论知识,而且还需与数学知识以及解答方法相结合,有效解决物理试题.因此,在讲解物理题时,教师需关注微元法的具体解题思想与流程,以确保学生的解题准确率与效率的提高.

关键词:高中物理;微元法;解题;策略

中图分类号:G632   文献标识码:A   文章编号:1008-0333(2023)34-0117-03

在高中物理的解题过程中运用微元法是极其高效的一种解题方法.微元法当中的“微”主要指解题过程十分短暂,“元”则指独立性,也能够反映出解题过程,也就是说在整体当中划分出细微的局部,依据某些内在关联与规律,经过局部了解到物理试题,以完成解题.将微元法应用于物理解题过程,主要是对物理问题实施分析和解决,属于多种解题法中最有效的方法之一,其不仅可以使学生在具体解题过程中,深刻体会到从部分至整体的解题过程,而且还可以帮助学生有效掌握相关物理知识,从而使学生的解题水平与学习能力实现有效提高.

1 微元法应用的解题流程

第一步,取“元”.“元”是重要内容,解题的关键就是取“元”,如果不能保证取“元”的正确性,就会影响到学生自身的解题效果.因此,在取“元”时,需注重几个点:(1)取“元”时,要确保该计算过程是十分简单的,若取“元”难度相对较大,不建议运用微元法[1];(2)取“元”可经过不断的叠加,获得相应的结果,叠加可呈现在两方面,一方面是加权叠加,依次计算各“元”;另一个方面,则是确保取“元”后,可呈现全面且系统的知识体系,由此可知,取“元”经过叠加后,可代表整体.

第二步,模型化.当完成取“元”后,教师就需引导学生积极应用“元”,即模型化,其能够通过接近于相等或极限相等等各种方法,对问题的解决难度进行降低,以采取更加简单的方法,进行物理模型的构建,从而使物理问题的解决过程更加简单、高效[2].

第三步,求和.计算完“元”后,教师就需引导学生采用叠加求和,计算出相应的结果.一般来说,叠加计算的整个过程与数学知识之间是有着紧密关联的,这就要求学生学会运用相关数学知识及其求和公式进行求和.

2 微元法在高中物理解题中的应用策略

2.1 微元法在电磁感应问题解决中的应用

例1 在光滑且水平的导轨上面放置一个金属杆,其质量为m,且导轨的间距为L,导轨一边连接的电阻阻值为R,其他的电阻均不考虑其阻值.此时,垂直导轨均匀的磁场,其强度是B,若金属杆朝右的初始速度是v0,若导轨有着足够的长度,求取金属杆在导轨上向右移动的最大距离是多少?

解析 对金属杆的具体受力实施科学分析,重力为mg且支持力为N,因为金属杆朝右边移动时,所受的安培力会按照其自身的位置不断变化,这个时候,加速度就会逐渐降低,呈现出减速运动;而微元法的灵活应用,其主要是将解题的全过程,分解成同樣的微小单元,且金属杆在各微小单元当中最初的速度是v,且各单元当中金属杆具体运动的时间是与0无限接近的,因此,可表示各个微小单元的金属杆均为匀速直线运动[3].因此,本题的解决关键是结合微元法,明确导体棒做加速度不断减小的减速运动.

参考文献:

[1] 臧凯泉.微元法在高中物理解题中的有效应用研究[J].数理化解题研究,2022(21):70-72.

[2] 张立强.“微元法”在高中物理解题中的应用探索[J].数理化解题研究,2022(21):73-75.

[3] 周霁.“微元法”在高中物理教学解题中的应用[J].数理天地(高中版),2022(10):80-82.

[4] 刘姿宇.“微元法”在高中物理解题中的应用探究[J].数理化解题研究,2019(04):59-60.

[责任编辑:李 璟]

收稿日期:2023-09-05

作者简介:解晓兵(1986.8-),男,安徽省利辛人,本科,中学一级教师,从事高中物理教学研究.

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