微元法在高中物理教学中的运用

康仕勇

摘 要：随着新课改在我国高中教育中的不断深入，高中校园更加重视高中物理教学的重要性，也提升了对学生物理思维培养工作的重视，加强了对学生综合能力的提升。对于高中物理教学来说，教师应重视对学生进行物理思想教育，不断提升学生的物理思维能力，从而更好地提升学生的学习水平，并且也要提升学生对“微元法”的认识，教师也要在高中物理教学中有效地运用“微元法”，真正提升高中物理教学水平。

关键词：微元法；高中物理；教学运用 为了科學有效地满足新课改的教育要求，高中教育应该重视培养学生的综合素质以及全面能力，尤其要提升学生对物理知识学习的能力，并不断增强学生的物理思维，这对学生未来健康稳定地发展有着极大的帮助，教师应科学运用“微元法”开展物理教学活动，从而发挥物理教学的优势与作用，为推动学生未来长远发展奠定坚实的基础。

一、微元法的定义

微元法主要就是人们在处理问题当中，通过研究对象或是物理过程进行拆分，分为若干微小的“元对象”或是“元过程”，而这其中每一个“元对象”“元过程”都以相同的规律为标准，因此只要将其中某一内容进行分析，之后再将其内容进行数学方法和物理思想处理，就能更好地解答物理知识和问题。这一方法属于分析和解决物理问题当中最为常见的形式，通过由部分到整体的一种思维形式。通过运用这一形式能够对一些复杂繁琐的物理问题进行解答，使其变得更加简单，从而让人们运用熟悉的物理概念或是规律来解决问题，以此来提升学生解决问题的能力。通过有效地运用微元法，其目的就是将不易分析和解决的问题，通过更好的系统物理模型来进行解决，以此提升学生的物理问题解决能力，所以在当前高中物理教学中应重视培养学生微元法的运用，从而为学生良好的发展奠定坚实的基础。

二、在高中物理教学中运用微元法的策略

由于“微元法”是高中物理中重要的思维形式，在运用其处理和解决问题时，其思路和解决方法应为以下几点：首先，选取微元，运用其为量化元的研究对象或是元研究的主要过程。其次，将元研究对象或是元研究过程为一个恒定，再运用相应的规律给予待求量相应的微元表达式。最后，在微元表达式的相应定义域内进行叠加演算，并求得待求量。通过有效地选取“微元”的形式，有效地将瞬时变化问题向平均变化或是恒定不变问题形式转变，通过将复杂的问题向简单的问题进行转换，进而让学生更好地理解和解决相应物理问题，真正有效地提升学生对微元法的理解，并合理地运用其提升自身学习能力和解题水平。

例如，如图，其两条平行导轨，在平面与水平地面夹角为θ，且L为其间距。在导轨上端连接着平行板电容器，C为电容。导轨现在处在匀强磁场当中，B为磁感应强度的大小，并且方向为垂直于导轨平面。之后在导轨上放置了质量为m的金属棒，金属棒可以沿着导轨进行下滑，并且在下滑中会保持与导轨垂直，两者也会良好接触。而已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，其重力加速度为g。忽略所有电阻阻碍，之后让金属棒从导轨上端从静止状态开始进行下滑，求：

（一）电容器极板上积累的电荷量和金属棒的速度大小之间的关系是 ？

（二）金属棒下滑速度大小随时间变化的关系是 ？

问题解析：

（一）解题时应对问题进行详细的审读，明确各数值间的变量。首先，设金属棒的下滑速度为v，而感应电动势则为E=BLv，并且平行板的电容器两极板间电势差是U=E，且在此时的电容器极板上所累积的电荷量是Q，那么通过按照定义C=，就可以得出Q=CNLv。

（二）再设金属棒速度为v，而其所经历的时间是t，经过金属棒电流是I，那么金属棒就会受到沿导轨向上的磁场力f1=BLI，设时间间隔为（t，t+Δt）其内流经金属棒电荷量是ΔQ，根据定义：I=，那么ΔQ也是平行板电容器极板在间隔时间为（t，t+Δt）内，增加了电荷量，通过以上可以得出，Δv是金属棒的速度变量，根据定义：a=，金属棒将会受到斜向上的摩擦力，其大小是f2=μN，其中的N为金属棒对导轨的正压力，N=mgcosθ，金属棒在t时刻时，加速度的方向是沿斜面向下的状态，大小设为a，并且根据牛顿第二定律：a=，由题意可以得出，金属棒在初始速度为0的匀速度运动的情况下，在t时金属棒速度大小是v=。

答：（一）电容器极板之上累积的电荷量与金属棒速度大小有着Q=CNLv的关系。

（二）金属棒速度大小与时间变化关系为v=。

微元法在高中物理教学中是非常重要的方法，教师应在实际教学中合理地运用微元法，并培养学生运用微元法解决物理问题，从而真正有效地提升学生学习水平以及解题能力，为学生以后学习奠定坚实基础。

参考文献：

[1]周文明.高中物理解题中“微元法”的应用例析[J].好家长，2015（50）：227.

[2]吴强，王晓辉.微元法在高中物理教学中的应用[J].教育实践与研究（B），2012（12）：53-55.

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