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        微元法在高中物理解題中的應(yīng)用解析

        2020-08-06 14:39:57李忠斌
        新課程·上旬 2020年7期
        關(guān)鍵詞:微元法應(yīng)用措施高中物理

        李忠斌

        摘 要:主要以微元法在高中物理解題中的應(yīng)用解析為重點(diǎn)進(jìn)行闡述,結(jié)合當(dāng)下高中學(xué)生物理解題實(shí)際情況,首先分析微元法在高中物理解題中的應(yīng)用,其次從微元法應(yīng)用在電磁感應(yīng)題目中、微元法應(yīng)用在力做功題目中兩個(gè)方面深入說明并探討微元法在高中物理解題中的應(yīng)用思路,進(jìn)一步彰顯微元法在高中物理解題中存在的優(yōu)勢(shì)與價(jià)值,提高學(xué)生解決物理問題的效率,旨在為相關(guān)研究提供參考資料。

        關(guān)鍵詞:微元法;高中物理;解題;應(yīng)用措施

        高中物理解題過程中引進(jìn)微元法,把物理知識(shí)概念通過教學(xué)方式加以表現(xiàn),同時(shí)按照教學(xué)的方式進(jìn)行處理,可以獲取較高的解題效率與準(zhǔn)確率,所以高中學(xué)生要想提高學(xué)習(xí)成績,便要全方位地掌握微元法的原理以及運(yùn)用技巧,提升物理解題實(shí)效性。

        一、微元法在高中物理解題中的應(yīng)用

        所謂的微元法,為現(xiàn)階段一種常見的分析問題與解決問題的方法,此種方法應(yīng)用在相對(duì)煩瑣的物理題目中,能夠把物理題目簡便化,使學(xué)生得到正確的答案。在實(shí)際的運(yùn)用中,微元法本質(zhì)上便是把問題進(jìn)行分解,體現(xiàn)“元過程”,按照某種物理規(guī)律研究分解問題,之后將其中的物理思想與方法進(jìn)行加工與處理,解決好物理問題。針對(duì)微元法解決問題的步驟,首先,要對(duì)需要解決的問題加以研究,結(jié)合題目的條件明確微元對(duì)象;其次,將分解完成的微元對(duì)象和物理模型進(jìn)行結(jié)合,依據(jù)物理方式求解題目對(duì)象,在部分相對(duì)煩瑣的問題中起到事半功倍的成效;最后,把解題結(jié)構(gòu)推廣到各個(gè)微元體系中,借助微元關(guān)聯(lián)引進(jìn)數(shù)學(xué)或者物理方法,逐步處理好物理問題,得出正確答案。

        二、微元法在高中物理解題中的應(yīng)用思路

        1.微元法應(yīng)用在電磁感應(yīng)題目中

        電磁感應(yīng)是高中物理中的一個(gè)重要知識(shí)模塊,在解決問題時(shí)可以引進(jìn)微元法,將抽象題目轉(zhuǎn)變?yōu)橹庇^的題目,幫助學(xué)生節(jié)約解題的時(shí)間,提高學(xué)生解題效率。

        比如物理問題:一個(gè)水平放置的平行導(dǎo)軌中存有一個(gè)金屬桿,平行導(dǎo)軌是光滑的,且金屬桿的質(zhì)量是m,將導(dǎo)軌間距記作L,其一端和電阻R連接,其他電阻忽略不計(jì),磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直,現(xiàn)在給予金屬桿一個(gè)初速度V0,水平向右,之后促使導(dǎo)軌自由移動(dòng),求出金屬桿在導(dǎo)軌總向右移動(dòng)的最大距離應(yīng)該是多少?

        解析:在解決問題時(shí),可以引進(jìn)微元法,了解金屬桿的受力情況,其一共受到三個(gè)方向的力,即垂直向下的重力、電磁場(chǎng)產(chǎn)生的安培力,方向向左、豎直向上的支持力,三力尚未形成平衡狀態(tài),金屬桿受到的重力與支持力相互平衡,所以金屬桿出現(xiàn)位置移動(dòng)的力來源于安培力,因?yàn)榘才嗔κ亲兞?,所以金屬桿會(huì)進(jìn)行加速度減小的減速直線運(yùn)動(dòng),這樣可以表示出物體運(yùn)動(dòng)的加速度是a=,因?yàn)閍=,所以?駐v=,若把過程分解為多個(gè)“元過程”,那么在時(shí)間趨于零的影響下,可以認(rèn)為物體在此時(shí)間內(nèi)進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng),得到位移?駐x=v?駐t=,物體運(yùn)動(dòng)位移和元過程中的速度變化存有關(guān)聯(lián),也就是物體運(yùn)動(dòng)全過程對(duì)應(yīng)的位移便是“元過程”位移之和,進(jìn)而得到金屬桿在導(dǎo)軌總向右移動(dòng)的最大距離Lmax=?撞==,完成解題。

        2.微元法應(yīng)用在力做功題目中

        高中物理解題中,將微元法運(yùn)用在變力做功問題上也可以取得良好的成效,具體如下。

        比如物理問題:若有一個(gè)力F將一個(gè)物體保持進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)(圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是R),且力F的作用方向一直順著切線方向,計(jì)算F做功的大小。

        解析:力F做功大小的計(jì)算,公式W=FLcosa僅僅作用在恒力做功上,不適合本題的解決,所以運(yùn)用微元法解決提問,在具體情況之下,因?yàn)榱的具體方向以及物體方向保持一致,所以變力F屬于動(dòng)力做功,力F在本題中做的是正功。之后結(jié)合微元法的思想將物體進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)逐步分解,轉(zhuǎn)變?yōu)橹T多?駐L的元過程,因?yàn)檫@些小微元比較小,可以趨近于直線,進(jìn)而將變力F做功轉(zhuǎn)變?yōu)楹懔做功,這樣利用功的恒力計(jì)算公式W=F·?駐L,接下來結(jié)合小微元具體做功大小計(jì)算總變力F做功大小,得到以下的公式:W=?撞F·?駐L=F?撞·?駐L=2πFR,由此計(jì)算出變力F的做功大小。由此,微元法本質(zhì)上歸屬于極限的范疇,主要是將微小變量視作研究基礎(chǔ),通過數(shù)學(xué)極端觀念以及疊加思想,推導(dǎo)物理問題的解決方式。

        綜上所述,微元法在高中物理解題中的應(yīng)用解析研究課題的開展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義,微元法是高中物理解題常見的方式,可以有效提高物理解題正確率。高中物理課程相對(duì)抽象化與邏輯化,運(yùn)用微元法可以給物理解題指明方向,延伸學(xué)生自身思維空間,促使學(xué)生解決問題能力的提升,并且微元法的運(yùn)用可以幫助學(xué)生鞏固與內(nèi)化物理知識(shí),深入地了解物理知識(shí)技能,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的效果,取得良好的解題體驗(yàn),便于學(xué)生綜合素養(yǎng)的發(fā)展。

        參考文獻(xiàn):

        [1]趙潔,梁沛林.談微元法的缺失對(duì)高中物理教學(xué)的影響[J].教學(xué)考試,2018(31):12-13.

        [2]高嘉培.高中物理電磁學(xué)的解題方法分析及應(yīng)用[J].考試周刊,2019(13):159.

        [3]張永桃.畫出物理知識(shí)新高度:運(yùn)用作圖法突破高中物理知識(shí)瓶頸[J].新課程(中學(xué)),2017(11).

        編輯 郭小琴

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