物理解题方法6微元法市公开课金奖市赛课一等奖课件.pptx

物理解题办法6-微元法10/10/1第1页第1页利用微分思想分析办法称为微元法。它是将研究对象利用微分思想分析办法称为微元法。它是将研究对象物体或物理过程物体或物理过程进行无限细分，从其中抽取某一微小进行无限细分，从其中抽取某一微小单元进行讨论，从而找出被研究对象改变规律一个思单元进行讨论，从而找出被研究对象改变规律一个思想办法。想办法。10/10/2第2页第2页一、“柱体微元”模型 （又称管道模型）n1 1、“质量柱体模型质量柱体模型”-m=svtm=svtn 例例11某某地地强强风风风风速速为为v,v,设设空空气气密密度度为为,假假如如将将通通过过横横截截面面积积为为s s风动能所有转化为电能风动能所有转化为电能,则其电功率多大则其电功率多大?10/10/3第3页第3页例例2水力采煤就是利用高压水枪喷射出强力水流冲击水力采煤就是利用高压水枪喷射出强力水流冲击煤层使其破裂。设水密度为煤层使其破裂。设水密度为，水流以速度，水流以速度v垂直射到垂直射到煤层表面后顺着表面流下。求煤层表面所受水流冲力产煤层表面后顺着表面流下。求煤层表面所受水流冲力产生压强。生压强。例例33火火箭箭沿沿直直线线匀匀速速飞飞行行，喷喷射射出出气气体体密密度度为为 ，喷喷口口截截面面为为s,s,喷喷气气速速度度（相相对对于于火火箭箭速速度度）为为v v，求求出火箭所受推力大小。出火箭所受推力大小。10/10/4第4页第4页2、“电荷柱体微元电荷柱体微元”模型模型Q=NeSVt（其中（其中N为单位体积中为单位体积中电子数）电子数）n例4设导线横截面积为S，其中单位体积内自由电子数为N。在电压作用下，自由电子定向移动速度为v。试求导线中电流强度。nn10/10/5第5页第5页n例例5右右图图为为阴阴极极射射线线管管示示意意图图。由由阴阴极极K产产生生热热电电子子（初初速速为为0）经经电电压压U加加速速后后，打打在在阳阳极极A板板上上。若若A板板附附近近单单位位体体积积内内电电子子数数为为N，电电子子打打到到A板板上上即即被吸取。求电子打击被吸取。求电子打击A板过程中，板过程中，A板所受压强。板所受压强n10/10/6第6页第6页3、“柱体微元柱体微元”模型在模型在98年高考年高考17题中应用题中应用n题题目目来来自自质质子子源源质质子子（初初速速为为0），经经一一加加速速电电压压为为800Kv直直线线加加速速器器加加速速,形形成成电电流流强强度度为为1mA细细柱柱形形质质子子流流。已已知知质质子子电电量量e=1.610-19C。这这束束质质子子流流每每秒秒打打到到靶靶上上质质子子数数为为。假假定定分分布布在在质质子子源源到到靶靶之之间间加加速速电电场场是是均均匀匀，在在质质子子束束中中与与质质子子源源相相距距L和和4L两两处处,各各取取一一段段极极短短相相等等长长度度质质子子流流,其其中中质质子子数数分分别别为为n1和和n2，则则n1：n2=。10/10/7第7页第7页二、其它类二、其它类“微元微元”模型（范例）模型（范例）n例例6如如图图所所表表示示，S为为一一点点光光源源。M为为一一平平面面镜镜，光光屏屏与与平平面面镜镜平平行行放放置置。SO是是一一条条垂垂直直照照射射到到M上上光光线线，已已知知SO=L，若若M以以角角速速度度绕绕O点点逆逆时时针针匀匀速速转转动动，则则转转过过30o角角时时光光点点S在屏上移动瞬时速率在屏上移动瞬时速率v=_。n10/10/8第8页第8页例例7如图所表示，质量为如图所表示，质量为m均匀闭合绳圈套在均匀闭合绳圈套在表面光滑表面光滑,半顶角为半顶角为圆锥上圆锥上,当绳圈平衡时当绳圈平衡时,绳绳中张力是多大中张力是多大?10/10/9第9页第9页小结小结 微元法解题思维程序：微元法解题思维程序：1 1、隔离选择恰当微元作为突破整体研究对象。隔离选择恰当微元作为突破整体研究对象。微元能够是：一小段线段、圆弧、一小块面积、一个小体积、小微元能够是：一小段线段、圆弧、一小块面积、一个小体积、小质量、一小段时间质量、一小段时间，但应含有整体对象基本特性。，但应含有整体对象基本特性。2 2、将微元模型化（如视作点电荷、质点、匀速直线运动、匀将微元模型化（如视作点电荷、质点、匀速直线运动、匀速转动速转动）并利用相关物理规律，求解这个微元与所求物体关）并利用相关物理规律，求解这个微元与所求物体关联。联。3 3、将一个微元求解结果推广到其它微元，并充足利用各微元将一个微元求解结果推广到其它微元，并充足利用各微元间对称关系、矢量方向关系、近似极限关系，对各微元解出结果间对称关系、矢量方向关系、近似极限关系，对各微元解出结果进行叠加，以求出整体量合理解答。进行叠加，以求出整体量合理解答。10/10/10第10页第10页10/10/11第11页第11页