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(xué)的重要性，也提升了對學(xué)生物理思維培養(yǎng)工作的重視，加強(qiáng)了對學(xué)生綜合能力的提升。對于高中物理教學(xué)來說，教師應(yīng)重視對學(xué)生進(jìn)行物理思想教育，不斷提升學(xué)生的物理思維能力，從而更好地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，并且也要提升學(xué)生對“微元法”的認(rèn)識，教師也要在高中物理教學(xué)中有效地運用“微元法”，真正提升高中物理教學(xué)水平。

關(guān)鍵詞：微元法；高中物理；教學(xué)運用 為了科學(xué)有效地滿足新課改的教育要求，高中教育應(yīng)該重視培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)以及全面能力，尤其要提升學(xué)生對物理知識學(xué)習(xí)的能力，并不斷增強(qiáng)學(xué)生的物理思維，這對學(xué)生未來健康穩(wěn)定地發(fā)展有著極大的幫助，教師應(yīng)科學(xué)運用“微元法”開展物理教學(xué)活動，從而發(fā)揮物理教學(xué)的優(yōu)勢與作用，為推動學(xué)生未來長遠(yuǎn)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

一、微元法的定義

微元法主要就是人們在處理問題當(dāng)中，通過研究對象或是物理過程進(jìn)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(guī)律為標(biāo)準(zhǔn)，因此只要將其中某一內(nèi)容進(jìn)行分析，之后再將其內(nèi)容進(jìn)行數(shù)學(xué)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(dāng)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?qū)σ恍?fù)雜繁瑣的物理問題進(jìn)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(guī)律來解決問題，以此來提升學(xué)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(tǒng)物理模型來進(jìn)行解決，以此提升學(xué)生的物理問題解決能力，所以在當(dāng)前高中物理教學(xué)中應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生微元法的運用，從而為學(xué)生良好的發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

二、在高中物理教學(xué)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(yīng)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(yīng)的規(guī)律給予待求量相應(yīng)的微元表達(dá)式。最后，在微元表達(dá)式的相應(yīng)定義域內(nèi)進(jìn)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(zhuǎn)變，通過將復(fù)雜的問題向簡單的問題進(jìn)行轉(zhuǎn)換，進(jìn)而讓學(xué)生更好地理解和解決相應(yīng)物理問題，真正有效地提升學(xué)生對微元法的理解，并合理地運用其提升自身學(xué)習(xí)能力和解題水平。

例如，如圖，其兩條平行導(dǎo)軌，在平面與水平地面夾角為θ，且L為其間距。在導(dǎo)軌上端連接著平行板電容器，C為電容。導(dǎo)軌現(xiàn)在處在勻強(qiáng)磁場當(dāng)中，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，并且方向為垂直于導(dǎo)軌平面。之后在導(dǎo)軌上放置了質(zhì)量為m的金屬棒，金屬棒可以沿著導(dǎo)軌進(jìn)行下滑，并且在下滑中會保持與導(dǎo)軌垂直，兩者也會良好接觸。而已知金屬棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)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(dǎo)軌上端從靜止?fàn)顟B(tài)開始進(jìn)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(guān)系是 ？

（二）金屬棒下滑速度大小隨時間變化的關(guān)系是 ？

問題解析：

（一）解題時應(yīng)對問題進(jìn)行詳細(xì)的審讀，明確各數(shù)值間的變量。首先，設(shè)金屬棒的下滑速度為v，而感應(yīng)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(shè)金屬棒速度為v，而其所經(jīng)歷的時間是t，經(jīng)過金屬棒電流是I，那么金屬棒就會受到沿導(dǎo)軌向上的磁場力f1=BLI，設(shè)時間間隔為（t，t+Δt）其內(nèi)流經(jīng)金屬棒電荷量是ΔQ，根據(jù)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(nèi)，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(jù)定義：a=，金屬棒將會受到斜向上的摩擦力，其大小是f2=μN(yùn)，其中的N為金屬棒對導(dǎo)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(tài)，大小設(shè)為a，并且根據(jù)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(guān)系。

（二）金屬棒速度大小與時間變化關(guān)系為v=。

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

參考文獻(xiàn)：

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