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高中物理解题中“微元法”的运用实践分析

2018-10-27刘熠坤

成长·读写月刊 2018年10期
关键词:微元法运用高中物理

刘熠坤

【摘 要】随着我国教育事业的不断发展,高中物理学科受到越来越多的重视。尤其是近些年的高考中,有很多物理题目都需要利用“微元法”来解答,“微元法”的有效运用对我们高中生学习物理知识至关重要。本文主要就“微元法”在高中物理解题中的运用进行分析,并通过举例进行实际证明。

【关键词】高中物理;微元法;解题;运用

“微元法”是我们在学习过程中,不仅是我们常用的解题方式,也是提升我们物理成绩的重要方法之一。运用微元法解题方法主要是将物理题中抽象、繁琐的过程,通过微元法转换方式把物理题简单化。现阶段,微元法已经在我们日常物理解题中得到广泛运用,并已经成为我们重要的解题方式,不仅有利于提升我们的物理解题效率,还能促进我们的物理成绩得到提高,有利于我们朝着全方位方向发展。

一、“微元法”的解题思路

在我们高中物理学习过程中,常常会用到“微元法”来解决物理学科中的问题。其主要的思路就是,先对物理题目进行局部思考,在通过将局部的有效解决,对问题的整体进行分析和论证。简而言之,就是把物理要探讨的对象分解为几个“单元”,从而对这些局部的“单元”进行逐一击破,最终得出整体结论。这种办法也被叫做以小推大、以点见面。通常分为三个步骤进行论证:首先,将物理习题分成若干“单元”。其次,分析“單元”的运动方向、质量以及论证条件。最后,将对“单元”分析得出的结论,有效结合,对整体进行求解。

二、“微元法”在高中物理解题中的运用

(一)质量元

在我们实际物理学习过程中,出现质量元的问题,其解题方式与解题思路基本一致。都是依据物理题干中给出的已知条件,将整体分解成几个相关联的质量元,并在其中选定一个质量元作为分析对象,遵循微元法的解题步骤展开作答。例如:在一辆加速启动状态的火车中,货仓中有一瓶酒,经实际测量得出,酒和火车所行驶的轨道之间产生的夹角为?兹,求火车启动时的加速度是多少?这道题根据确定质量元的方法进行解答,首先,将已知条件中的酒看做特定质量元,设酒的质量为Δm,如图所示,由此能够得出F合=Δmgtan?兹.再根据牛顿第二定论得出F合=Δma,因此a=gtan?兹,并且方向与火车行驶的方向是保持一致的。其中,此题就是利用“微元法”将酒看做质量元,从而能够快速得出物理题的答案。不仅能够提高我们在解题过程中的效率,还能帮助我们有效解决物理学科所遇到的难题。

(二)时间元

在我们高中物理课程学习过程中,时间常常是解答物理难题的重要因素。并且时间作为物理习题中位数不多的规则变化的量,是我们解题的关键条件。同时,在我们做题过程中,必须要运用“微元法”来解题,否则就会将简单为题复杂化,从而很难得出习题结论与结果。例如:从地面上以初速度v竖直向上抛出以质量为m的球,如果在球运动过程中受到的空气阻力与其运动的速度成正比关系,球运动的最高时间点为t1,落地时速为v1,已知球在落地前是匀速运动,求解球抛出瞬间的加速度的大小?根据已知条件得出,空气阻力f=kv,落地前球是匀速运动,则mg-kv1=0,设刚抛出时间大小为a0,则mg+kv0=ma0,从而得出a0={1+v0/v1}g。

三、综合类问题的“微元法”运用

在我们运用“微元法”的过程中,最重要的就是要将物理已知条件进行合理转换的能力,其中质量元和时间元是相对单一、基础的物理问题,相对而言难度较低。在我们实际做题中,还有一些复杂的、综合性较强的物理应用题型,更需要我们能够充分掌握“微元法”的解题方法和解题技巧,从而不仅能够帮助我们提高做题的准确率,提升做题的效率,还能提升我们的物理成绩,让我们得以全面发展。例如:如图所示,一质量分布均匀的绳子,垂直的悬挂于天花板上,其下端正好触及水平地面。假如把绳子上端松开,试证明在绳子下落的任意时刻,绳子作用于地面的压力3倍,并求已经落到地面上那部分的重力。在我们做这道题时,首先要考虑的就是要用“微元法”来解决问题。设某时刻为他t1,已经落地的绳长为x,绳子下落的速度为v,绳子的密度为?籽,极短时间为Δt,则当Δm=vΔt?籽的绳落到地面上静止。V=■,又因为Δt极短,则Δm的速度可视为不变,所以(F-Δmg)Δt=-Δmv=-v2Δt?籽得(F-Δmg)=-v2?籽=-2gx?籽=-2mg,可得F=2mg,N=F+mg=3mg。

四、结束语

高中物理科目既是高中教育过程的重要学科,对于我们学生来说也是比较难学的课程。通常在物理课堂上,我们通过教师的讲述当时都能理解,但是在独自解题时,却显得不知所措、不知从何下手。因此,我们在解题中应充分运用“微元法”来解决物理中的难题。首先,我们应掌握“微元法”的解题原理,找出物理题目中的切入点。其次,将已知题目合理分成几部分,对部分问题进行逐一击破,从而达到解题目的。因此,通过“微元法”解题,不仅能够提升我们的解题效率,还能理清我们的解题思路,提升我们的物理成绩,促进我们的全面发展。

参考文献:

[1]居石磊.高中物理解题中“微元法”的应用价值[J].数理化学习(高中版),2013(9):32-33.

[2]张永.谈微元法在高中物理解题中的应用[J].理科考试研究:高中版,2014,21(8):36-37.

[3]高越.微元法在高中物理解题中的应用[J].佳木斯职业学院学报, 1999(1):54-57.

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