高中物理解題中微元法的有效應用

賴鷺傳

(福建省上杭縣第一中學 364200)

微元法是指在處理問題時從事物的極小部分分析入手，達到解決事物整體目的的方法，在高中物理解題中有著廣泛的應用.為使學生更好的理解與掌握微元法，有必要結合具體例題，為學生講解微元法的具體應用.

一、用于解答流體問題

一枚火箭的質量為M，依靠向下方噴氣在空中保持靜止，若噴氣的速度為v，則火箭發動機的功率為( ).

火箭發動機向下噴氣時需要對氣體做功，選取很小時間段內的氣體為研究對象，求出火箭對氣體做的功，而后運用功率計算公式便可算出火箭發動機的功率.

以很小一段時間Δt內火箭噴出的氣體為對象，設噴出氣體的質量為Δm，火箭發動機推氣體的力為F，由動量定理得到：FΔt=Δm·v

二、用于解答電場問題

如圖1，將一半徑為R，均勻帶電所帶電荷量為+Q的圓環放置在絕緣水平面上，O為圓心.A為過圓心O豎直線上的一點，且和圓心O相距為R.將一帶電量為+q的檢驗電荷放置在A點，則其受到的電場力的大小為____.

三、用于解答單棒切割問題

如圖2，兩條平行導軌間距為L，和水平面成θ角放置.兩根導軌分別和一平行板電容器的兩個極板相連，電容為C.導軌處在一勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向下.將一質量為m的金屬棒放置在導軌上，其可沿導軌下滑.下滑過程中金屬棒和導軌接觸良好.若金屬棒和導軌間的動摩擦因數為μ，不考慮所有電阻.重力加速度為g，金屬棒從導軌頂端由靜止下滑.求:

(1)電容器板上的電荷量和金屬棒速度大小的關系；

(2)金屬棒速度大小和時間的變化關系；

四、用于解答雙棒切割問題

如圖3，在豎直平面內放置兩根平行的金屬導軌，兩導軌間的間距d=0.5m.在導軌上放著兩個質量m均為0.5kg，電阻R均為0.1Ω的導體棒L1、L2和導軌構成回路，忽略其他電阻.整個空間內存在和導軌平面垂直的勻強磁場，磁場強度B=1T.兩根導體棒均可在導軌上無摩擦的滑行.L1向上保持速度v勻速運動，在t=0時刻將靠近L1的L2釋放.(釋放時兩棒的距離可忽略)經過一段時間后，L2也做勻速運動.g取10m/s2.求：

(1)若導體棒L2能向下運動，速度v的最大值.

(2)若v=3m/s，在L2剛做勻速運動的某時刻，兩棒的間距為4m.在此時刻前L2運動的距離.

為提高學生運用微元法解答物理問題的靈活性，應結合具體教學內容為學生系統的講解微元法相關理論，使學生真正的吃透微元法本質.同時，優選精講典型例題，尤其注重在講解的過程中與學生積極互動，幫助學生更好的掌握運用微元法解題的相關細節，使其遇到相關問題能夠加以迅速突破.