“微元法”又叫“微小变量法”,是分析、解决物理问题中的常用方法,也是从部分到整体的思维方法。用该方法可以使一些复杂的物理过程用我们熟悉的物理规律迅速地加以解决,使所求的问题简单化。在使用微元法处理问题时,需将其分解为众多微小的“元过程”,而且每个“元过程”所遵循的规律是相同的。微元可以是一小段线段、圆弧、一小块面积、一个小体积、小质量、一小段时间……,但应具有整体对象的基本特征。这样,我们只需分析这些“元过程”,然后再将“元过程”进行必要的数学方法或物理思想处理,进而使问题得到求解。利用“微元法”可以将非理想模型转化为理想模型,将一般曲线转化为圆甚至是直线,将非线性变量转化为线性变量甚至是恒量,充分体现了“化曲为直”、“化变为恒”的思想。
应用“微元法”解决物理问题时,采取从对事物的极小部分(微元)入手,达到解决事物整体的方法,具体可以分以下三个步骤进行:
(1)选取微元用以量化元事物或元过程;
(2)把元事物或元过程视为恒定,运用相应的物理规律写出待求量对应的微元表达式;
(3)在微元表达式的定义域内实施叠加演算,进而求得待求量。微元法是采用分割、近似、求和、取极限四个步骤建立所求量的积分式来解决问题的。
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