康仕勇

摘 要：隨著新課改在我國(guó)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(duì)學(xué)生物理思維培養(yǎng)工作的重視，加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生綜合能力的提升。對(duì)于高中物理教學(xué)來(lái)說(shuō)，教師應(yīng)重視對(duì)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(duì)“微元法”的認(rèn)識(shí)，教師也要在高中物理教學(xué)中有效地運(yùn)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(yùn)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(duì)物理知識(shí)學(xué)習(xí)的能力，并不斷增強(qiáng)學(xué)生的物理思維，這對(duì)學(xué)生未來(lái)健康穩(wěn)定地發(fā)展有著極大的幫助，教師應(yīng)科學(xué)運(yùn)用“微元法”開(kāi)展物理教學(xué)活動(dòng)，從而發(fā)揮物理教學(xué)的優(yōu)勢(shì)與作用，為推動(dòng)學(xué)生未來(lái)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、微元法的定義

微元法主要就是人們?cè)谔幚韱?wèn)題當(dāng)中，通過(guò)研究對(duì)象或是物理過(guò)程進(jìn)行拆分，分為若干微小的“元對(duì)象”或是“元過(guò)程”，而這其中每一個(gè)“元對(duì)象”“元過(guò)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(shí)和問(wèn)題。這一方法屬于分析和解決物理問(wèn)題當(dāng)中最為常見(jiàn)的形式，通過(guò)由部分到整體的一種思維形式。通過(guò)運(yùn)用這一形式能夠?qū)σ恍?fù)雜繁瑣的物理問(wèn)題進(jìn)行解答，使其變得更加簡(jiǎn)單，從而讓人們運(yùn)用熟悉的物理概念或是規(guī)律來(lái)解決問(wèn)題，以此來(lái)提升學(xué)生解決問(wèn)題的能力。通過(guò)有效地運(yùn)用微元法，其目的就是將不易分析和解決的問(wèn)題，通過(guò)更好的系統(tǒng)物理模型來(lái)進(jìn)行解決，以此提升學(xué)生的物理問(wèn)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(yùn)用，從而為學(xué)生良好的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、在高中物理教學(xué)中運(yùn)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(yùn)用其處理和解決問(wèn)題時(shí)，其思路和解決方法應(yīng)為以下幾點(diǎn)：首先，選取微元，運(yùn)用其為量化元的研究對(duì)象或是元研究的主要過(guò)程。其次，將元研究對(duì)象或是元研究過(guò)程為一個(gè)恒定，再運(yùn)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(guò)有效地選取“微元”的形式，有效地將瞬時(shí)變化問(wèn)題向平均變化或是恒定不變問(wèn)題形式轉(zhuǎn)變，通過(guò)將復(fù)雜的問(wèn)題向簡(jiǎn)單的問(wèn)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(wèn)題，真正有效地提升學(xué)生對(duì)微元法的理解，并合理地運(yùn)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(chǎng)當(dāng)中，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，并且方向?yàn)榇怪庇趯?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(huì)保持與導(dǎo)軌垂直，兩者也會(huì)良好接觸。而已知金屬棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)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(kāi)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(shí)間變化的關(guān)系是 ？

問(wèn)題解析：

（一）解題時(shí)應(yīng)對(duì)問(wèn)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(dòng)勢(shì)則為E=BLv，并且平行板的電容器兩極板間電勢(shì)差是U=E，且在此時(shí)的電容器極板上所累積的電荷量是Q，那么通過(guò)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(shí)間是t，經(jīng)過(guò)金屬棒電流是I，那么金屬棒就會(huì)受到沿導(dǎo)軌向上的磁場(chǎng)力f1=BLI，設(shè)時(shí)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(shí)間為（t，t+Δt）內(nèi)，增加了電荷量，通過(guò)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(huì)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(duì)導(dǎo)軌的正壓力，N=mgcosθ，金屬棒在t時(shí)刻時(shí)，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(yùn)動(dòng)的情況下，在t時(shí)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(shí)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(shí)際教學(xué)中合理地運(yùn)用微元法，并培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用微元法解決物理問(wèn)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(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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