浅谈构建物理模型在解题中的作用
浅谈构建物理模型在解题中的作用
大多数学生进入高中学习以后，感到物理是一门比较难学的科目，解题时往往感到无从下手，这是由于物理的基本概念和规律建立的基础是理想化过程模型和理想化实体模型，因此在解答物理问题时应首先创设物理情景，构建物理模型。
物理概念和规律具有高度的抽象性和客观性，而物理习题由于是描述一些理想物体的基本运动或基本状态，所以物理习题具有理想性、具体性和形象性。为了沟通概念规律与习题的联系，解题中就应创设具有这种联系的“图景”，通过物理图景，构建物理模型，这样可以使物理过程变得更为形象和清晰，对启发学生思维，正确理解物理概念，分析物理问题起到良好的辅助作用。同时使学生形成科学的思维方法和掌握科学的研究方法。
模型最能反映现象和事物的本质，建立模型就是找出、抓住现象和事物的本质和主要矛盾，抽象出物理本质，研究和解决事物的主要矛盾，这样，解决问题时就会取得事半功倍的效果。
为了便于研究物理问题和对物理现象进行客观描述，现就以下几个方面作出分析：
一、简化确定“研究对象”是建立正确物理模型的基础
“研究对象”是参与所研究的物理对象的客体。由于实际参与的客体众多，影响因素复杂，因此在建立物理模型时，首先要对客体进行简化，抓住其主要特征，舍弃其次要因素，因此，要建立正确的物理模型，首先应具有将实际的物理问题简化成理想模型的能力。
对于多个物理客体参与的物理问题，我们要认真分析各个“研究对象”
之间的相互联系，从现状和所求结果入手，找出关键的客体，作为研究对象，它们是物理模型中的“主角”。
比如，对一列水平横波的研究。如果研究质点的振动，可选取某个质点（如振源）为研究对象；要研究波的周期性，可选取水平距离是波长整数倍的两个质点来研究；要研究质点的振动与波动的关系，就要选取某个质点和波动的形态为对象，就可得到这样一幅简单、清晰的物理图景：质点在竖直方向作简谐振动，波在水平方向作匀速运动，质点的振动方向决定了波的传播方向，在质点完成一次全振动的时间内，波恰好向前移动了一个波长。
下面举例说明物理模型在解题中的实际应用。
例一、（见图1）劲度度系数为k 的弹簧一端固定于
墙壁，另一端连着质量为M 的物体，物体静止于光滑水
平面的O 点上，现有一质量为m 的子弹以水平速度v 0 射进且留在物体中，试问最少需要多少时间物体又到达O 点？物体的最大位移是多少？
解：开始时取子弹和物体组成的系统为研究对象，忽略子弹的转动，认为子弹射进物体的过程为平动，从而建立质点系统模型。因为从子弹开始射进物体到停留在物体中这一过程时间极短，弹簧的形变微小到可以忽略，所以可认为在此过程中，沿水平方向系统所受合力为零，系统的变化为完全非弹性碰撞，从而可建立完全非弹性碰撞过程模型。系统动量守恒，故有：
(m+M)v=mv 0 由此可得系统的初速度：v=mv 0/(m+M)
又系统获得速度v 的过程短暂,它们的位移微小到可以忽略,故可以认为系统虽已具有速度v 但还处在平衡位置O 点处.此后,选取子弹、物体和
弹簧组成的系统为研究对象,忽略弹簧质量、 空气阻力与摩擦力,建立弹簧振子模型；振子从平衡位置O 处以速度v 向左运动的过程，满足简谐运动模型，故可得方程： k
M m T +=π2 22)(2
121v m M kA += 由上二式即可获知物体再次到达O 点的最短时间t 与物体的最大位移A 分别为 k m M t +=π )
(10m M k mv A += 在求解这个题目中，我们先后建立了两个研究对象的理想化模型（相互作用的质点及弹簧振子）和两个运动变化的理想化模型（完全非弹性碰撞及简谐振动），这些模型一建立，我们就知道用动量守恒和简谐运动的公式求解，问题就迎刃而解。
二、正确分析物理过程是建立物理图景的关键
物理过程是指“研究对象”发生物理变化的历程。在物理图景中所体现的是：通过对实际过程的想象和模拟，所出现的连续、动态的变化过程。应该说，正确分析物理过程是建立清晰、正确物理图景的关键。
比较复杂的物理过程往往表现出这样的特点：如短暂性、隐含性及交叉性。这样的过程难以被学生所感知，是建立物理图景的难点所在。针对以上特点，介绍以下几种可行的方法：
1 “慢镜头”显示法。主要是针对短暂的物理过程，通过想象，使短暂的物理过程变缓，从而使得隐含于其中的因素得以展现、外露。
例2.两块完全相同的木块，质量均为M ，从同一高度由静止同时下落，
A 木块顺利下落，
B 木块在下落到一半距离时，被一颗水平飞来、质量为m 的子弹击中 (未穿出)，则A 、B 两木块落地时间关系为：
A. t A =t B ;
B. t A >t B ;
C. t A D. 不能确定 由于子弹与木块碰撞在瞬间进行,学生往往错误地认为:子弹射中木块后,使木块获得水平方向的速度，但对木块竖直方向的运动没有影响，故选（A ）。如果把镜头放慢，并把子弹与B 木块看为一个系统，可看到子弹射入B 木块瞬间，系统的内力比外力大得多，可以认为系统动量守恒。在竖直方向上，若子弹击中木块前木块的速度为v ，则击中瞬间有： /)(v m M Mv +=，即v v 。 2 “反复搜索”显示法。当一个物理过程结束后，很可能隐藏着另一个过程，在建立物理图景时，“镜头”不能就此停止“扫描”。“反复搜索”就是要求我们运用思维的方式，全面严谨地分析问题，这也是展现隐含过程的常用方法。比如，物体沿主光轴向凸透镜运动，“像长是物长的两倍”，可能出现的就应该是两种物理图景，因为像既可以是实像也可以是虚像。 3 “隔离”显示法。对于比较复杂的物理过程，物体的运动往往是交叉进行的，学生对图景的想象难以做到一步到位，我们可把较复杂的过程分解成较为简单的基本过程。这样做，一则为显示复杂过程做些铺垫，二则也有利于比较分析，使学生明确不同情况下得到不同物理图景的原因。例如，做平抛运动的物体，在学生刚刚接触到此运动时，很难把握其运动规律，我们将其分解成水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动后，其运动规律便很清晰地展现在学生面前。 4 “模拟”显示法。对有些难以被人们所感知的物理过程，通过“模拟”显示的方法，也可以建立形象的物理图景。比如，在讨论分子力的大小随着分子间的距离如何变化时，我们就可以针对分子力的特点，建立起 “弹簧模型”。“模拟”显示法虽然有助于物理图景的建立，对理解物理现象起辅助作用，但它具有一定的局限性，讨论时必须说明清楚。 三、准确选取物理状态是建立物理图景的保证 任何物理过程，都是由所研究的对象经历的无数个连续的状态依时间先后组成的。如果说通过物理过程构成的是动态图景，那么物理状态就是对图景中关键点的“定格”。因此，准确选取物理状态是建立物理图景，并最终解决物理问题的关键。 综上所述，通过对研究对象的简化，物理过程的分析及物理状态的确定，实际上是建立物理图景必不可少的组成部分，认真、细致地分析所讨论物理问题所处的条件，简化成相应的物理模型，才能建立起正确的物理图景。 浅谈物理学中的抽象和概括 浅谈物理学中得抽象和概括 1 咨询题得提出 抽象和概括是一种抽象思维方法.许多物理咨询题得提出、物理概念得产生、物理规律得建立、物理理论得形成基本上抽象和概括得结果.由此可见,抽象和概括在物理学得形成进展、完善过程中起着举足轻重得作用.本文从抽象和概括得概念、作用和局限性等几方面做了详细得阐述. 2 抽象和概括得概念 抽象和概括是物理学中抽象思维能力得一种,“物理抽象是在观看、实验得基础上,通过物理概念、物理推断和物理推理得形式,对已获得得物理事实进行加工处理而形成得对物理对象、物理现象、物理过程得本质和规律得认识.”[1]所谓概括,确实是在抽象得基础上,把所有反映物理事物本质得属性结合为一个整体,形成关于物理事物整体得和一般得认识,进而把这种一般得认识推广到同类事物,把握同类事物得共同性和一般性. 抽象性与概括性得统一,是物理抽象思维得一个重要特点,只有通过抽象和概括,才能简化物理对象,形成理想化得过程;在实验和理论分析得基础上得出定量得物理规律. 3 抽象和概括在物理学中得作用 物理学中通过表面现象,揭示内在本质,从而把实际得物质模型化,把复杂得物理咨询题简单化,把具体得物理咨询题理想化,这种简化得过程从思维学得角度上来讲,确实是抽象思维得过程. 31 提炼物理模型论文联盟 “物理模型是依照研究咨询题和内容在一定条件下,对研究客体得抽象,物理模型是物理学中重要得抽象方法之一,它关于差不多规律和差不多理论得建立起着不可替代得作用.WcOm在物理学中,物理模型要紧分三种类型:“客体模型、条件模型和过程模型”.客体模型是客观存在得实际物体通过简化、抽象建立起得物理模型.例如在研究力学中物体得运动时得质点模型.电学中得点电荷、光学中得点光源、弹簧振子、刚体等等,基本上客体模型.条件模型是客观物体在运动变化过程中,对制约物体运动得条件进行取舍,抓住决定条件,忽略次要条件,如此建立起来得理想化条件确实是条件模型.如在平面上运动得物体,若摩擦力f与合力f相比非常小,那个平面称为光滑平面,“光滑平面”确实是条件模型.另外在物理学中得细绳、轻质细杆、稳定电源等等基本上条件模型.过程模型是在一定条件下对具体得运动过程及限制这些过程得条件进行抽象,形成“过程模型”.例如研究地面附近自由落体运动,下落得物体视为“质点”,从静止开始下落得过程中,忽略空气得阻力、浮力、风力、风向等作用,只受到恒定得重力作用,质点在如此理想化条件下运动得过程确实是“自由落体运动”.这确实是一个理想化得过程模型.在热学中,准静态过程也是一个理想化得过程模型.在物理学中理想化条件下得过程模型非常多,如匀速直线运动、简谐振动等等. 在物理学中,正是从实际物体、物理过程、条件中抽象和概括出这些物理模型,才使人们对物质世界得认识不断深化,不断想真理逼近,推动着物理学得进展,从某种意义上讲,各种理想物理模型得建立,正是物理学向深度和广度进展得重要标志之一. 32 总结物理概念、定律 物理概念、定律是物理学得理论基础,只有通过抽象和概括,才能形成物理概念,简化物理对象,形成理想化得过程,在实验和理论分析得基础上,得出定量得物理定律.例如:力得概念是通过抽象和概括一类事物得共同本质属性形成得,如:人推车,马拉犁,即力是物体对物体得作用.简谐振动得规律则是在研究单摆和弹簧振子这些理想模型得运动时概括出来得.可见,物理学中得许多概念、定律是通过抽象思维得加工,在实验得基础上概括出来得. 33 用抽象和概括得方法学习物理学 学号20095040104 学院物理电子工程学院 专业物理学 年级2009级 姓名杨超 论文题目物理模型在中学物理教学中的作用和意义 指导教师刘慧职称高级实验师 2013年05月01日 目录 摘要 (1) Abstract (1) 引言 (1) 1物理模型的概念 (2) 2物理模型的种类 (2) 2.1 理想化物理模型和探索性物理模型 (2) 2.2 对象模型、过程模型和理论模型 (2) 3物理模型在中学教育中的作用 (5) 3.1 物理模型可以培养学生正确的科学思维方法 (5) 3.2 物理模型具有教师传播知识和学生获取知识的桥梁作用 (5) 3.3 物理模型具有软化教学过程的作用 (6) 4物理模型在中学物理教学中的意义 (6) 4.1 物理模型能够促进学生适应新一轮课程改革 (6) 4.2 物理模型能够促进知识迁移创新学习 (6) 4.3 物理模型能够满足高考改革的需求 (6) 5培养学生构建物理模型的能力 (6) 5.1 引导学生主动掌握建立物理模型的方法 (6) 5.2 模式化构建模型步骤 (7) 5.3 充分利用教学资源降低构建模型的难度 (7) 5.4 重视思维程序训练 (7) 结束语 (8) 参考文献 (8) 物理模型在中学物理教学中的作用和意义 学生姓名：杨超学号：20095040104 学院：物理电子工程学院专业：物理学 指导教师：刘慧职称：高级实验师 摘要：在我国的传统物理教学中，教师比较注重知识的传授，教学活动的开展都是围绕如何有效地传授物理知识。在这样的环境下，学生的知识掌握比较牢固，但随着教育改革的深入，对学生解决实际问题和探索性问题能力的要求越来越高，传统的教育模式已经无法满足学生能力提高的需要。针对这一现象，本论文提出应该重视物理模型在中学物理教学中的作用和意义。本文主要介绍了物理模型的概念、分类以及在中学物理教学中的作用和意义，最后还介绍了培养学生构建物理模型能力的方法。 关键词：物理模型；作用和意义；模型构建 Roles and significances of physical models in middle school teaching Abstract：Traditional physical education in our country pays more attention to imparting knowledge, so the whole teaching process was just around how to teach effectively. In this situation, the students could master the knowledge well. However, as the education reform further, the demand ever higher in solving practical or exploratory problems. Traditional education has been unable to meet the students’ needs of improving the ability. Aiming at this phenomenon, This essay presents that it’s necessary to think highly of the roles and significances of physical models in middle school teaching. This essay mainly introduces the physical models’concept and classification, the roles and significances of physical models are also highlighted. At last, it introduces the ways to improve the students’ ability of constructing physical models. Key words：physical models；roles and significances；models constructing 引言 物理学的研究对象遍及整个物质世界,大到天体,小至基本粒子,无奇不有,无所不在。面对具体复杂的物体,研究它们形形色色的运动,如果不采取科学思维方法,人 《初中物理电学综合解题万能模型》 电压相同的两个电路中：电流比等于电阻的反比. 电学综合题共同的特点是首先通过通断开关，形成两种或两种以上的电路状态，（这是一个将整体化为部分的过程对应学生能力中的分析能力）每一个电路中都会给一部分已知，基本是我们熟知的这几个物理量---电流，电压，电阻，电功率。最后会给某两个电路中的物理量之间的比值关系。（这其实是将两个电路状态进行综合） 所以解电学综合题，首先要进行分析，将一道题化成一个简单电路，并且画出等效电路图并且确定电表测量哪个用电器，这一步非常重要，一定要画对，因为不同的的电路连接方式，物理量之间的关系不同，规律不同，这一步错，之后的所有步骤都会错，会白白浪费时间。判断电路连接方式的方法有两种，一，电流流向法，二，等电势法，也叫节点法。往往我们要两种方法结合在一起应用，可以快速准确的确定电路连接方式和画出等效电路图。这两种方法，是我们的必备的基本功，一定要好熟练掌握。（化整为零，将整体变为部分，是难度降低，从而使为题得以解决我们都知道愚公移山的故事，我们没有那么大的力量一次性将整个山移走，但是我们可以一筐一筐的将土移走，这样可以将不可能完成的事得以变成现实,解题与此相类似) 分析结束，就要进行综合，这样可以把不同电路的已知条件综合在一起，有利于解题（题目之所以难解，是因为已知太少，综合可以零散的已知整合在一起从而很方便的找到未知。题目一般会给几个综合性的已知，比如电流比，电压比，功率比，电阻比。我们要充分运用这些已知。那么如何应用呢？ 上面的这个万能模型，系统直观的展现了应用的思路。电路连接方式发生变化的时，不变的是用电器的电阻和电源电压，变化的是流过用电器的电流，其两端的电压以及电功率。我们都学过串并联电路的规律，电阻比决定电流比，电压比和功率之比，也就是不变量决定变量。也就是说如果我们找到了不变量电阻以及电阻之间的关系，那么其他的量都能确定。所以我们要想办法通过题目中所给的变量比---电流比，电压比，功率比，找到电阻比，这是我们努力的方向，应该有这样的意识。 高中物理模型解题 模型解题归类 一、刹车类问题 匀减速到速度为零即停止运动，加速度a突然消失，求解时要注意确定其实际运动时间。如果问题涉及到最后阶段（到速度为零）的运动，可把这个阶段看成反向、初速度为零、加速度不变的匀加速直线运动。 【题1】汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动，可以明显地看出滑动的痕迹，即常说的刹车线。由刹车线长短可以得知汽车刹车前的速度的大小，因此刹车线的长度是分析交通事故的一个重要依据。若汽车轮胎跟地面的动摩擦因数是0.7，刹车线长是14m，汽车在紧急刹车前的速度是否超过事故路段的最高限速50km/h？ 【题2】一辆汽车以72km/h速率行驶，现因故紧急刹车并最终终止运动，已知汽车刹车过程加速度的大小为5m/s2，则从开始刹车经过5秒汽车通过的位移是多大 二、类竖直上抛运动问题 物体先做匀加速运动，到速度为零后，反向做匀加速运动，加速过程的加速度与减速运动过程的加速度相同。此类问题要注意到过程的对称性，解题时可以分为上升过程和下落过程，也可以取整个过程求解。 【题1】一滑块以20m/s滑上一足够长的斜面，已知滑块加速度的大小为5m/s2，则经过5秒滑块通过的位移是多大？ 【题2】物体沿光滑斜面匀减速上滑，加速度大小为4m/s2，6s后又返回原点。那么下述结论正确的是（） A物体开始沿斜面上滑时的速度为12m/s B物体开始沿斜面上滑时的速度为10m/s C物体沿斜面上滑的最大位移是18m D物体沿斜面上滑的最大位移是15m 三、追及相遇问题 两物体在同一直线上同向运动时，由于二者速度关系的变化，会导致二者之间的距离的变化，出现追及相撞的现象。两物体在同一直线上相向运动时，会出现相遇的现象。解决此类问题的关键是两者的位移关系，即抓住：“两物体同时出现在空间上的同一点。分析方法有：物理分析法、极值法、图像法。常见追及模型有两个：速度大者（减速）追速度小者（匀速）、速度小者（初速度为零的匀加速直线运动）追速度大者（匀速）、 1、速度大者（减速）追速度小者（匀速）：（有三种情况） 浅谈构建物理模型在解题中的作用 大多数学生进入高中学习以后，感到物理是一门比较难学的科目，解题时往往感到无从下手，这是由于物理的基本概念和规律建立的基础是理想化过程模型和理想化实体模型，因此在解答物理问题时应首先创设物理情景，构建物理模型。 物理概念和规律具有高度的抽象性和客观性，而物理习题由于是描述一些理想物体的基本运动或基本状态，所以物理习题具有理想性、具体性和形象性。为了沟通概念规律与习题的联系，解题中就应创设具有这种联系的“图景”，通过物理图景，构建物理模型，这样可以使物理过程变得更为形象和清晰，对启发学生思维，正确理解物理概念，分析物理问题起到良好的辅助作用。同时使学生形成科学的思维方法和掌握科学的研究方法。 模型最能反映现象和事物的本质，建立模型就是找出、抓住现象和事物的本质和主要矛盾，抽象出物理本质，研究和解决事物的主要矛盾，这样，解决问题时就会取得事半功倍的效果。 为了便于研究物理问题和对物理现象进行客观描述，现就以下几个方面作出分析： 一、简化确定“研究对象”是建立正确物理模型的基础 “研究对象”是参与所研究的物理对象的客体。由于实际参与的客体众多，影响因素复杂，因此在建立物理模型时，首先要对客体进行简化，抓住其主要特征，舍弃其次要因素，因此，要建立正确的物理模型，首先应具有将实际的物理问题简化成理想模型的能力。 对于多个物理客体参与的物理问题，我们要认真分析各个“研究对象” 之间的相互联系，从现状和所求结果入手，找出关键的客体，作为研究对象，它们是物理模型中的“主角”。 比如，对一列水平横波的研究。如果研究质点的振动，可选取某个质点（如振源）为研究对象；要研究波的周期性，可选取水平距离是波长整数倍的两个质点来研究；要研究质点的振动与波动的关系，就要选取某个质点和波动的形态为对象，就可得到这样一幅简单、清晰的物理图景：质点在竖直方向作简谐振动，波在水平方向作匀速运动，质点的振动方向决定了波的传播方向，在质点完成一次全振动的时间内，波恰好向前移动了一个波长。 下面举例说明物理模型在解题中的实际应用。 例一、（见图1）劲度度系数为k 的弹簧一端固定于 墙壁，另一端连着质量为M 的物体，物体静止于光滑水 平面的O 点上，现有一质量为m 的子弹以水平速度v 0 射进且留在物体中，试问最少需要多少时间物体又到达O 点？物体的最大位移是多少？ 解：开始时取子弹和物体组成的系统为研究对象，忽略子弹的转动，认为子弹射进物体的过程为平动，从而建立质点系统模型。因为从子弹开始射进物体到停留在物体中这一过程时间极短，弹簧的形变微小到可以忽略，所以可认为在此过程中，沿水平方向系统所受合力为零，系统的变化为完全非弹性碰撞，从而可建立完全非弹性碰撞过程模型。系统动量守恒，故有： (m+M)v=mv 0 由此可得系统的初速度：v=mv 0/(m+M) 又系统获得速度v 的过程短暂,它们的位移微小到可以忽略,故可以认为系统虽已具有速度v 但还处在平衡位置O 点处.此后,选取子弹、物体和 浅谈高中物理的模型构建 思维定势是人们在思维活动中所倾向的特定的思维模式。它是指人们按照某种固定的思路和模式去考虑问题，表现为思维的倾向性和专注性。它有消极的一面，消极的思维定势是指人将头脑中已有的、习惯了的思维模式生搬硬套到新的物理情景中去，不善于变换认识的角度和改变解决问题的方式。但是它也有积极的一面，积极的思维定势有利于物理概念的形成和对物理规律的理解。构建物理模型一定程度上可以说是利用了思维定势积极的一面。 物理学科的研究对象是自然界物质的结构和最普遍的运动形式，对于那些纷繁复杂事物的研究，首先就需要抓住其主要的特征，而舍去那些次要的因素，形成一种经过抽象概括了的理想化的“模型”，这种以模型概括复杂事物的方法，是对复杂事物的合理的简化。如运动员的跳水问题是一个“竖直上抛”运动的物理模型；人体心脏收缩使血液在血管中流动可简化为一个“做功”的模型等等。物理模型是同类通性问题的本质体现和核心归整。 高中物理模型可以分为三类，即实物模型、过程模型、试题模型。接下来分别详细阐述： 一、实体模型 它是用来代替由具体物质组成的，代表研究对象的实体系统。这一类模型在中学物理中最为常见，如力学中有质点、刚体、杠杆、轻质弹簧、单摆、弹簧振子；热学中有弹性球分子模型、理想气体、黑体；电学中有点电荷、试验电荷、理想导体、绝缘体、理想电表、纯电阻、无限长螺线管；光学中的薄透镜、光的波粒二象性模型、原子物理中原子的核式结构模型等。 这种模型教材中较常见，是研究问题时，抓住事物的主要因素，忽略次要因素建立起来的实物模型，对理解的概念起着不可估量的作用。 例1、如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F 的拉力作用，③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有：（） 高中典型物理模型及方法（精华） ◆1.连接体模型：是指运动中几个物体或叠放在一起、或并排挤放在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组。解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法。 整体法是指连接体内的物体间无相对运动时,可以把物体组作为整体，对整体用牛二定律列方程 隔离法是指在需要求连接体内各部分间的相互作用(如求相互间的压力或相互间的摩擦力等)时，把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法。 连接体的圆周运动：两球有相同的角速度；两球构成的系统机械能守恒(单个球机械能不守恒) 与运动方向和有无摩擦(μ相同)无关，及与两物体放置的方式都无 关。 平面、斜面、竖直都一样。只要两物体保持相对静止 记住：N= 21 12 12 m F m F m m ++ (N 为两物体间相互作用力), 一起加速运动的物体的分子m 1F 2和m 2F 1两项的规律并能应用 ?F 2 12 m m m N += 讨论：①F 1≠0；F 2=0 122F=(m +m )a N=m a N= 2 12 m F m m + ② F 1≠0；F 2≠0 F=2 1 1221m m g)(m m g)(m m ++ m 2 m 1 F m 1 m 2 N= 2112 12 m F m m m F + + ( 2 F= 就是上 面的情况) F=1221 12 m(m)m(m gsin) m m gθ + + F=A B B 12 m(m)m F m m g+ + F1>F2 m1>m2 N1 初中物理模型--精选全解 一、电学模型（一） 模型口诀 先判串联和并联，电表测量然后判； 一路通底必是串，若有分支是并联； A 表相当于导线，并联短路会出现； 如果发现它并源，毁表毁源太凄惨； 若有电器与它并，电路发生局部短； V 表可并不可串，串时相当电路断； 如果发现它被串，电流为零应当然。 模型思考 你想知道常用、快捷、有效、正确识别电路连接方式的四种方法吗？ 你会迅速、快捷、无误地判断出电路发生变化时电流表、电压表的示数如何变化吗？ 你能根据实验现象或者题中给出的器材，准确、有效、方便的查找到电路中发生故障的原因吗？ 模型归纳示图 去表法 串联电路 标电流法 并联电路 节点法 去元件法 正确识别电路办法 A V 明晰电压表电流表测量电路部分 部分电阻变化 总电阻变化 总电流变化 部分电流、部分电压、电表示数 电功、电功率 故障已给出 假设法 判断电路故障 电路图分析 故障未给出短路 串、并连接 断路 电器连接方式 使用注意 电表用途 判断电流电压示数 串、并联电路的识别方法 电路连接有两种基本方法──串联与并联。对于初学者要能够很好识别它们有点难度，下面结合串并联电路特点和实例，学习区别这两种电路的基本方法，希望对初学者有所帮助。 一、串联电路 如果电路中所有的元件是逐个顺次首尾连接起来的，此电路就是串联。我们常见装饰用的“满天星”小彩灯，就是串联的。家用电路中的开关与它所控制的用电器之间也是串联的。串联电路有以下一些特点： （1）电路连接特点：串联的整个电路只有一条电流的路径，各用电器依次相连，没有“分支点”。 （2）用电器工作特点：各用电器相互影响，电路中若有一个用电器不工作，其余的用电器就无法工作。 （3）开关控制特点：串联电路中的开关控制整个电路，开关位置变了，对电路的控制作用没有影响。即串联电路中开关的控制作用与其在电路中的位置无关。 二、并联电路 如果电器中各元件并列连接在电路的两点间，此电路就是并联电路。教室里的电灯、马路上的路灯、家庭中的电灯、电风扇、电冰箱、电视机等用电器之间都是并联在电路中的。并联电路有以下特点： （1）电路连接特点：并联电路由干路和几条支路组成，有“分支点”。每条支路各自和干路形成回路，有几条支路，就有几个回路。 （2）用电器工作特点：在并联电路中各用电器之间相不影响。某一条支路中的用电器若不工作，其他支路的用电器仍能工作。比如教室里的电灯，有一只烧坏，其它的电灯仍然能亮。这就是互不影响。 （3）开关控制特点：并联电路中，干路开关的作用与支路开关的作用不同。干路开关起着总开关的作用，控制整个电路。而各条支路开关只控制它所在的那条支路。 三、识别电路方法 建立理想模型法 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】 初中物理建立理想模型法简介 王台中学王建国 百度+自己的总结，请有选择地参考。 把复杂问题简单化，摒弃次要条件，抓住主要因素，只考虑起决定作用的主要因素，对实际问题进行理想化处理，构建理想化的物理模型，这是一种重要的物理思想。在此基础上，有时为了更加形象地描述所要研究的物理现象、物理问题，还需要引入一些虚拟的内容，借此来形象、直观地表述物理情景。 题型分为两类 一、理想模型是从无到有建立的，例子如下 ※光线、磁感线都是虚拟假定出来的，但它们却直观、形象地表述物理情境与事实，方便地解决问题。通过磁感线研究磁场的分布，通过光线研究光的传播路径和方向。(光的性质波动性、粒子性、沿直线传播)（磁场的性质：对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用） ※电路图。（电路的一些性质：电流按照从电源正极流出通过外部电路流回负极、流过用电器会做功、电流有大小、导线有粗细、） ※匀速直线运动，就是一种理想模型。在生活实际中严格的匀速直线运动是无法找到的，但有很多的运动情形都近似于匀速直线运动，按匀速直线运动来处理，大大简化了难题，得到的结果又具有极高的精度，在允许的误差范围内与实际相吻合。（运动物体方向和快慢随时间发生变化） ※杠杆也是一种理想模型，杠杆在实际使用时，由于受力的作用，都会引起或大或小的形变，可忽略不计，因此，我们就把杠杆理相化，认为它无形变。（物体有形状，硬棒，能绕固定点转动） ※原子核式结构模型 ※力的示意图或力的图示 二、把实际物体看作已建立的实体模型 ※斜拉索式大桥看作是杠杆模型。（抓住的主要因素：硬、能绕固定点转动。） ※汛期，江河中的水有时会透过大坝下的底层从坝外的地面冒出来，形成“管涌”，“管涌”的物理模型是连通器。（抓住的主要因素：上部开口，底部连通） ※水面看作镜面（抓住的主要因素：表面光滑） 考题往往问抓住了什么主要因素，忽略了什么次要因素，该如何回答呢？ 答：主要因素就是该模型的定义，次要因素自己想。 你可以把问题改一改，就可以看出主、次要因素，例如改成：哪些物体还可以看作某某模型这些物体的共同特征就是主要因素，不同特征就是次要因素。 某高人对高中物理的基本理想化模型分类 高考物理解题模型 目录 第一章运动和力................................................. 一、追及、相遇模型............................................ 二、先加速后减速模型.......................................... 三、斜面模型................................................. 四、挂件模型................................................. 五、弹簧模型（动力学）........................................ 第二章圆周运动................................................. 一、水平方向的圆盘模型........................................ 二、行星模型................................................. 第三章功和能 ................................................... 一、水平方向的弹性碰撞........................................ 二、水平方向的非弹性碰撞...................................... 三、人船模型................................................. 四、爆炸反冲模型 ............................................. 第四章力学综合................................................. 一、解题模型： ............................................... 二、滑轮模型................................................. 三、渡河模型................................................. 第五章电路...................................................... 一、电路的动态变化............................................ 二、交变电流................................................. 第六章电磁场 ................................................... 一、电磁场中的单杆模型........................................ 二、电磁流量计模型............................................ 三、回旋加速模型 ............................................. 四、磁偏转模型 ............................................... 谈物理教学中的物理模型构建 安徽省天城中学黄飞（231480） 【摘要】物理模型教学中将最基础最典型的物理知识、物理问题介绍给学生，并通过建立物理模型，将研究方法也展示给学生，引导学生思考、感悟以至升华。培养能力是落实课改的措施，知识是能力的载体。这就需要我们在教学中注意对学生进行物理模型的总结归纳。 【关键词】物理模型物理模型教学科学性策略性理想化 物理是高中理科中学生普遍感觉到比较难的一门学科。物理课堂教学既是科学又是艺术，有其自身的科学性和策略性。高中物理学习，主要是学生个体智力活动的过程与教师课堂教学的高效结合的过程。学习物理，模型的建立非常重要，不管是那方面的物理学，最重要的是建立物理模型。特别是力学与运动学，遇到一个物理问题我们首先要将它联想到一个相关的物理模型。将复杂的；抽象的问题化为简单的；直观的问题。 下面是高中物理教学中经常用到的几种物理模型 （1）研究对象的理想化模型 例如：质点物理模型，它忽略了物体的形状、大小、转动等性能，突出它所处的位置和质量的特性，用一有质量的点来代替。如当物体本身的大小在所研究的问题中可以忽略或对研究问题没有影响，能当作质点来处理；质点的概念是一种科学的抽象，是理想化模型。这种抽象正是抓住问题的实质，只要我们在教学过程中注意培养学生抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，逐步建立这种物理模型。以后遇到类似质点的客观实体比如：刚体、点电荷、点光源、理想气体、匀强电磁场等物理模型，学生就会自己分析学习了。 （2）物理状态和物理过程的理想化模型 例如：运动学中的匀速直线运动、自由落体运动；动力学中的完全弹性碰撞；电学中的稳恒电流， （3）理想化实验物理模型 在实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，根据逻辑推理法则，对过程进一步分析、推理，找出其规律。例如，伽利略的理想实验为牛顿第一定律的产生奠定了基础。 （4）研究对象的条件的模型 当研究动量守恒定律时，当系统的内力远大于外力时，系统的动量守恒；当研究带电粒子在电场中运动时，因粒子所受的重力远小于电场力，可以舍去重力的作用，使问题得到简化。力学中的光滑面；电学中的匀强电场、匀强磁场等等，都是把物体所处的条件理想化了。 培养学生建立和正确使用物理模型不仅有利于学生将复杂问题简单化、明了化，使抽象的物理问题更直观、具体、形象、鲜明，突出了事物间的主要矛盾；而且对学生的思维发展、解题能力的提高起着重要的作用。可以把以有物理模型的知识和将来探索的新知识相类比，起到模型的迁移，到达事半功倍的效果。 1．动能转换内能类型 例1．如图所示，倾角为θ 轨相连，连接处是光滑的圆弧。水平导轨上 存在有磁感强度为B的竖直向上的磁场。同 时水平导轨上有质量为m、电阻为R的导体 棒b。一根与b完全一样的导轨a自斜面高为h处开始下滑，运动过程中，a、b始终不 通用模型解题法初中物理 赢在教育 物理教师：喻老师 QQ：41975427 一、电学模型（一） 模型口诀 先判串联和并联，电表测量然后判； 一路通底必是串，若有分支是并联； A 表相当于导线，并联短路会出现； 如果发现它并源，毁表毁源太凄惨； 若有电器与它并，电路发生局部短； V 表可并不可串，串时相当电路断； 如果发现它被串，电流为零应当然。 模型思考 你想知道常用、快捷、有效、正确识别电路连接方式的四种方法吗？ 你会迅速、快捷、无误地判断出电路发生变化时电流表、电压表的示数如何变化吗？ 你能根据实验现象或者题中给出的器材，准确、有效、方便的查找到电路中发生故障的原因吗？ 模型归纳示图 串联电路 标电流法 并联电路 节点法 去元件法 明晰电压表电流表测量电路部分 部分电阻变化 总电阻变化 总电流变化 部分电流、部分电压、电表示数 电功、电功率 故障已给出 假设法 判断电路故障 故障未给出短路 串、并连接断路 正 确识别电路 办法 判断 电流 电压 示数 电表用途 串、并联电路的识别方法 电路连接有两种基本方法──串联与并联。 对于初学者要能够很好识别它们有点难度，下面结合串并联电路特点和实例，学习区别这两种电路的基本方法，希望对初学者有所帮助。 一、串联电路 如果电路中所有的元件是逐个顺次首尾连接起来的，此电路就是串联。我们常见装饰用的“满天星”小彩灯，就是串联的。家用电路中的开关与它所控制的用电器之间也是串联的。串联电路有以下一些特点： （1）电路连接特点：串联的整个电路只有一条电流的路径，各用电器依次相连，没有“分支点”。 （2）用电器工作特点：各用电器相互影响，电路中若有一个用电器不工作，其余的用电器就无法工作。 （3）开关控制特点：串联电路中的开关控制整个电路，开关位置变了，对电路的控制作用没有影响。即串联电路中开关的控制作用与其在电路中的位置无关。 二、并联电路 如果电器中各元件并列连接在电路的两点间，此电路就是并联电路。教室里的电灯、马路上的路灯、家庭中的电灯、电风扇、电冰箱、电视机等用电器之间都是并联在电路中的。并联电路有以下特点： （1）电路连接特点：并联电路由干路和几条支路组成，有“分支点”。每条支路各自和干路形成回路，有几条支路，就有几个回路。 （2）用电器工作特点：在并联电路中各用电器之间相不影响。某一条支路中的用电器若不工作，其他支路的用电器仍能工作。比如教室里的电灯，有一只烧坏，其它的电灯仍然能亮。这就是互不影响。 （3）开关控制特点：并联电路中，干路开关的作用与支路开关的作用不同。干路开关起着总开关的作用，控制整个电路。而各条支路开关只控制它所在的那条支路。 三、识别电路方法 1．定义法：综合运用上面介绍串并联电路的连接特点及用电器工作特点，针对一些简单、规则的电路是行之有效的方法，也是其它方法的基础。 2．路径识别法：根据串并联电路连接特点，串联的整个电路只有一条电流的路径，如果有两条或两条以上的路径即为并联电路。 例题1如图1所示的电路，是判断连接方式是串联还是并联？ 数学模型在物理解题中的运用 陕西省宝鸡市陈仓区教育局教研室邢彦君 数学不仅是解决物理问题的工具，数学方法更是物理学的研究方法之一。在物理解题中，可以运用数学方法，将物理问题转化为数学问题，将“物理模型”转化成“数学模型”，然后运用数学的方法进行求解或论证，再将数学结论回归到物理问题中进行验证，完成物理问题的求解。 一、函数模型 函数模型就是建立起所求量或所研究量与已知量或决定量之间的函数关系，然后运用函数的运算或性质进行运算或判断。这是物理解题中最常用的数学模型，一般用来解决最值问题或变量问题比较方便。 例1一辆汽车在十字路口等候红绿灯，当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开始行驶，恰在这时一辆自行车以6m/s的速度匀速驶来，从后边赶过汽车。求汽车从路口开动后，在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远？最远距离是多少？ 分析与求解：设汽车起动后经时间t还未追上自行车，则汽车的位移为：s1=at2，自行车的位移为：s2=vt，二者间距为Δs=s2-s1=vt-at2。 带入已知数据，建立Δs与ｔ的函数关系式：。 由此式可知：当ｔ＝2s时，Δs最大为6m。即汽车从路口开动后，在追上自行车之前2s两车相距最远，最远距离是6m。 二、三角模型 有关涉及位移、速度、加速度、力等矢量的问题，可运用矢量合成与分解的平行四边形定则建立由表示已知量与未知量的矢量构成的矢量三角形，运用三角形的知识进行求解与分析。 例2 如图１所示，用细绳悬AB吊一质量为ｍ的物体，现在AB中的某点O处再结一细绳用力F拉细绳，使细绳的AO部分偏离竖直方向的夹角为θ后保持不动，则F的最小值是多少？ 分析与求解：以Ｏ点为研究对象，则它在AO绳的拉力F AO，BO的拉力F BO=mg，拉力F三个力的作用下处于静止状态，因此，这三个力相互平衡。这样，表示这三个力的矢量，首尾相接应该组成一个封闭三角形。由于绳BO对O点的拉力F BO=mg恒定不变，绳AO 对O点的拉力方向不变。所以，当F方向变化时，由 图1可以看出，当F方向与AO垂直时，F最小，F=mg 三、图像模型 图像模型就是，在平面直角坐标系中，建立起有某种关系的物理量间的关系图像，利用图像与坐标轴围成的面积，图像与坐标轴的交点，图像间的交点的物理意义进行分析和求解。这类问题求解时，准确化出图像是关键。 浅谈物理模型的作用及其 建立 Last revision on 21 December 2020 浅谈“物理模型”的作用及其建立 布鲁纳的发现法学习理论认为：“认识是一个过程，而不是一种产品”。探究式学习法是学习物理的一种重要的认知方法；它以学生的需要为出发点，以问题为载体，从学科领域或现实社会生话中选择和确定研究主题，创设类似于科学的情境，通过学生自主、独立地发现问题、实验探究、操作、调查、信息搜集与处理、表达与交流等探索活动，获得知识技能，发展情感与态度，培养探索精神和创新能力的学习方式。在这探究式学习的过程中，最难的一点在于如何创设科学的物理情境；这个科学物理情境的创建过程就是“物理模型”的建立过程。所以说要想学好中学物理，就要学会对生活中的现象多观察，多思考，并能从中学会如何建立“物理模型”。 一、什么是“物理模型” 自然界中任何事物与其他许多事物都有这千丝万缕的联系，并处在不断的变化当中。面对复杂多边的问题，人们在着手研究时，总是遵循这样一条重要的法则，即从简到繁，从易到难，循序渐进，逐次深入；基于这样一种思维，人们创建了“物理模型”，物理模型是指：物理学所分析的、研究的问题往往很复杂，为了便于着手分析与研究，物理学中常采用“简化”的方法，对实际问题进行科学抽象处理，用一种能反应原物本质的理想物理（过程）或遐想结构，去描述实际的事物（过程），这种理想物质（过程）或假象结构称之为“物理模型”。 物理模型的建立是人们认识和把握自然的一个典范，是前人的一种创举。 二、物理模型的种类和特点 1、中学中常见物理模型的种类 （1）研究对象理想化模型，例如：质点、刚体、理想气体、恒压电源等； （2）运动变化过程中理想化模型，如：“自由落体运动”、“简谐运动”、“热平衡方 一、电学模型（一） 模型口诀 先判串联和并联，电表测量然后判； 一路通底必是串，若有分支是并联； A 表相当于导线，并联短路会出现； 如果发现它并源，毁表毁源太凄惨； 若有电器与它并，电路发生局部短； V 表可并不可串，串时相当电路断； 如果发现它被串，电流为零应当然。 模型思考 你想知道常用、快捷、有效、正确识别电路连接方式的四种方法吗？ 你会迅速、快捷、无误地判断出电路发生变化时电流表、电压表的示数如何变化吗？ 你能根据实验现象或者题中给出的器材，准确、有效、方便的查找到电路中发生故障的原因吗？ 模型归纳示图 去表法 串联电路 标电流法 并联电路 节点法 去元件法 正确识别电路办法 明晰电压表电流表测量电路部分 部分电阻变化 总电阻变化 总电流变化 部分电流、部分电压、电表示数 电功、电功率 故障已给出 假设法 判断电路故障 电路图分析 故障未给出短路 串、并连接 断路 电器连接方式 使用注意 电表用途 判断电流电压示数 串、并联电路的识别方法 电路连接有两种基本方法──串联与并联。对于初学者要能够很好识别它们有点难度，下面结合串并联电路特点和实例，学习区别这两种电路的基本方法，希望对初学者有所帮助。 一、串联电路 如果电路中所有的元件是逐个顺次首尾连接起来的，此电路就是串联。我们常见装饰用的“满天星”小彩灯，就是串联的。家用电路中的开关与它所控制的用电器之间也是串联的。串联电路有以下一些特点： （1）电路连接特点：串联的整个电路只有一条电流的路径，各用电器依次相连，没有“分支点”。 （2）用电器工作特点：各用电器相互影响，电路中若有一个用电器不工作，其余的用电器就无法工作。 （3）开关控制特点：串联电路中的开关控制整个电路，开关位置变了，对电路的控制作用没有影响。即串联电路中开关的控制作用与其在电路中的位置无关。 二、并联电路 如果电器中各元件并列连接在电路的两点间，此电路就是并联电路。教室里的电灯、马路上的路灯、家庭中的电灯、电风扇、电冰箱、电视机等用电器之间都是并联在电路中的。并联电路有以下特点： （1）电路连接特点：并联电路由干路和几条支路组成，有“分支点”。每条支路各自和干路形成回路，有几条支路，就有几个回路。 （2）用电器工作特点：在并联电路中各用电器之间相不影响。某一条支路中的用电器若不工作，其他支路的用电器仍能工作。比如教室里的电灯，有一只烧坏，其它的电灯仍然能亮。这就是互不影响。 （3）开关控制特点：并联电路中，干路开关的作用与支路开关的作用不同。干路开关起着总开关的作用，控制整个电路。而各条支路开关只控制它所在的那条支路。 三、识别电路方法 1．定义法：综合运用上面介绍串并联电路的连接特点及用电器工作特点，针对一些简单、规则的电路是行之有效的方法，也是其它方法的基础。 2．路径识别法：根据串并联电路连接特点，串联的整个电路只有一条电流的路径，如果有两条或两条以上的路径即为并联电路。 例题1如图1所示的电路，是判断连接方式是串联还是并联？ 物理模型解题 姓名________ 模型1——三个共点共面力动态平衡：一个力大小方向均确定（记F1 ），第二个力大小不定，方向确定（记F2），则第三个力（记F3）与F2垂直时有最小值。 【例1】、如图所示，电灯悬挂于两墙壁之间，更换水平绳OA使连接点A 向上移动而保持O点位置和OB绳的位置不变，则在A点向上移动的过程中 () A．绳OB的拉力逐渐增大B．绳OB的拉力不变 C．绳OA的拉力先增大后减小D．绳OA的拉力先减小后增大 【练习1】．如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为 F N1，球对木板的压力大小为F N2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木 板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦，在此过程中() A．F N1始终减小，F N2始终增大B．F N1始终减小，F N2始终减小 C．F N1先增大后减小，F N2始终减小D．F N1先增大后减小，F N2先减小后增大 【练习2】、（1）欲推动放在粗糙平面上的质量为m的物体，物体与平面之间的动摩擦因数为μ，推力方向与水平面成θ角，当θ为多少时最省力，最小推力是多少? （2）上题中，若平面换成倾角为α的斜面后，推力与斜面夹角满足什么关系时，有最小推力，为多少? 【练习3】、如图所示，一质量为m 的带电小球，用长为L 的绝缘细 线悬挂在水平向右，场强大小为 E 的匀强电场中，静止时悬线与竖直 方向成θ=37°角。（sin37°=0.6 ，cos37°=0.8）求： （1）小球的电性及所带电荷量的大小？ （2）如果保持小球的电量不变，在纸面内调整电场的大小和方向，要 使小球仍能在原位置平衡，则电场强度最小为多少？方向如何？（请 画出两个问题的相应的受力分析图） 【练习4】、如图所示，质量为M的斜劈倾角为θ，在水平面上保持静止，当将一质量为m 的木块放在斜面上时正好匀速下滑．如果用与斜面成α角的力F拉着 木块沿斜面匀速上滑． （1）求拉力F的大小； （2）若m=1kg，θ=15°，g=10m/s2，求F的最小值以及对应的α的 取值．浅谈物理学中的抽象和概括
物理模型在中学物理教学中的作用和意义
初中物理电学综合解题万能模型
(完整版)高中物理模型解题
浅谈构建物理模型在解题中的作用
最新高中物理模型解题法的构建
高中典型物理模型及解题方法
初中物理模型--最新版
建立理想模型法
高中物理解题模型详解总结
浅谈物理模型在教学中的作用
通用模型解题法初中物理
数学模型在物理解题中的运用
浅谈物理模型的作用及其建立
初中物理模型
物理模型解题一