建构物理模型的教学实例

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建构物理模型的教学实例

作者：曾小明李清华

来源：《理科考试研究·高中》2013年第01期

随着新课程标准的实施，高中物理教学中让学生学会探究和创新越发显得更重要，而这一切又离不开物理建模能力的培养.如何帮助学生树立建模意识，构建物理模型，运用建立起的

物理模型解决实际问题，是中学物理教学的一个重点，也是难点.因此教师在课堂教学中要积

极挖掘教材中可供学生自主构建物理模型的内容，大胆尝试，使课堂教学实现学习方式多样化，使学生具有不同的认知途径.从而在课堂教学中培养学生的创新精神和实践能力、树立终

身学习的意识、提高终身学习的能力等方面发挥作用，最终促进学生的全面发展.

高一物理教学中可对《单摆》这一节课（人教版选修3-4第十一章的第四节）进行物理模型处理，以简谐运动和圆周运动两个物理模型为主线进行教学.

一、教学目标分析

单摆是第十一章《简谐运动》继弹簧振子之后的又一个基本运动模型.它是机械振动的核

心内容，既是本章的中心，又是本章的教学重点，也是一个圆周运动的典型模型，因而是很多省份高考中考查的热点.这节课还用到了理想化方法、科学近似处理方法、控制变量法帮助学

生建构"单摆"这个物理模型.

二、情景创设

新教学之前，设计一个故事和一些演示实验使学生很快熟悉单摆的运动形式，为学生建立单摆模型提供必要的直观形象.

1.讲述故事（伽利略发现“摆”的等时性）

通过故事将“摆”的规律用于制作摆钟的技术，对学生是一次很好的模型教学的教育.学生将形成从建立到应用模型的直观感受.

2.小实验

演示实验①：单摆摆球的摆动；演示实验②：摆钟的摆动

在引入生动的故事的基础上，通过实验演示，向学生展现单摆的各部件，使学生初步认识单摆这个实体模型.另外也能使得学生很快熟悉单摆这种运动形式，为学生建立单摆振动模型

提供必要的直观形象.

三、构建单摆的理想化模型

高中物理力学模型

╰ α 高中物理力学模型 1．连接体模型是指运动中几个物体叠放在一起、或并排在一起、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。 2斜面模型 （搞清物体对斜面压力为零的临界条件） 斜面固定：物体在斜面上情况由倾角和摩擦因素决定 μ=tg θ物体沿斜面匀速下滑或静止 μ> tg θ物体静止于斜面 μ< tg θ物体沿斜面加速下滑a=g(sin θ一μcos θ) 3．轻绳、杆模型 绳只能受拉力，杆能沿杆方向的拉、压、横向及任意方向的力。 杆对球的作用力由运动情况决定 只有θ=arctg(g a )时才沿杆方向 最高点时杆对球的作用力；最低点时的速度?，杆的拉力? 若小球带电呢？ V B =R 2g ?mgR=22 1B mv 假设单B 下摆,最低点的速度整体下摆2mgR=mg 2R +'2B '2A mv 21mv 2 1+ 'A 'B V 2V = ? 'A V =gR 53 ； ' A ' B V 2V == gR 256> V B =R 2g 所以AB 杆对B 做正功，AB 杆对A 做负功 若 V 0

初中物理全部讲义

第1讲磁原子和星系 【知识要点】 一、磁体 1．物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性，具有磁性的物体叫做磁体。 2．磁体上磁性最强的部分叫做磁极，每一个磁体都有两个磁极，分别是N极（北极）和S极（南极）。 3．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 二、磁场 1．磁体周围存在着一种看不见摸不着的物质叫做磁场，磁体之间的相互作用力就是通过磁场来传递的。 2．磁场是有方向的，放在磁场中的某一点的，可以自由转动的小磁针静止时N极所指的方向就是这一点磁场方向。3．磁感应线是人们为了方便、直观、形象地描述磁场分布情况的假想曲线，磁体外部的磁感应线总是从磁体的N极出来，回到磁体的S极。 常见的磁感应线分布图 三、电流的磁场 1．著名的奥斯特实验首先表明了电流周围存在着磁场，即电流具有磁效应。 2．通电螺线管周围存在着磁场，其对外相当于一个条形磁铁。 3．右手螺旋定则 a．对于通电直导线：用右手握住导线，大拇指指向电流方向，那么弯曲的四指就表示导线周围磁场的方向； b．对于通电螺线管：用右手握住通电螺线管，弯曲的四指指向电流方向，那么大拇指所指的一端就是通电螺线管的N极。 四、原子 1．物质构成了物体，组成物质的最小微粒是分子，分子是由原子组成。 2．原子模型的建立过程 a．英国物理学家汤姆孙发现原子中存在着电子，建立了原子的“葡萄干蛋糕模型”； 他认为整个原子就好像是一个均匀分布的正电荷的蛋糕，而电子则是一颗颗嵌在其中的葡萄干。 b．英国物理学家卢瑟福的α粒子散射实验，建立了原子的“行星模型”； 在原子的中心有一个很小的原子核（恒星），原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子（行星）在核外空间里绕核高速旋转。 c．奥地利物理学家薛定谔根据量子理论，建立了原子的“电子云模型”。 *电子云是电子在原子核外空间概率密度分布的形象描述，电子在原子核外空间的某区域内出现，好像带负电荷的云笼罩在原子核的周围，人们形象地称它为“电子云”。电子云模型是目前认为最科学的原子模型。

略论物理模型的建构及其教学策略

略论物理模型的建构及其教学策略 摘要：准确说来物理模型可分为5种类型，但不同类型的物理模型有着共同的特征；教师在教学中传授给学生建模的方法应当有一套自己的策略。 关键词：物理模型分类特征建模方法教学策略物理学所涉及的研究问题往往十分复杂，为了便于分析研究这些复杂问题而建立的一种高度抽象的理想客体叫做物理模型。物理模型是对物理原型的一种近似反映，它突出地反映了物理原型的某一主要特征，完全地忽略了其它方面的特征。可以说，全部物理学的原理、定律都是对一定的物理模型行为的描述。正是不断进化的物理模型把人们的认识一步一步地引向物质世界的真理。 1 物理模型的分类 物理模型的类型有多种，一般可以分为：①理想化的物体模型：如质点、单摆、弹簧振子、理想气体、点电荷、理想变压器、点光源、薄透镜等，这些物理模型都是在物理原型的基础上突出主要因素、忽略次要因素而形成的，这样一来就能使物理问题的求解变得简单容易。②理想化的过程模型：如力学中的匀速直线运动、平抛运动、弹性碰撞、简谐运动，热学中的气体等温（压）变化，电磁学中的恒定电流、等幅振荡等，它们都是一些实际过程的理想化处理，但是又能很好地与实际情况相似。通过认识简单的过程，进而认识复杂的过程、求解复杂的问题。③理想化的条件模型：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，可以忽略重力的作用，使问题得到简化；力学中的光滑平面、轻质杆，热学中的绝热容器，电学中的匀强电场、匀强磁场等，都是把物体所处的条件理想化。④科学假说模型：以一定的经验材料和已知的事实为根据，以已有的科学理论和技术方法为指导，对未知的自然事物或现象所作出的推测性解释。如玻尔根据氢原子光谱的规律提出的氢原子理论模型，爱因斯坦为了解释光电效应规律提出的光量子假说等。⑤科学理论模型：如万有引力定律、理想气体状态方程等物理规律，既能解释过去且能预测将来，均属于此模型。 2 物理模型的特征 首先，物理模型是科学性和假设性的统一。物理模型不仅反映了物理原型的直观形象，反映了物理原型的主要特征，而且要以实验事实和科学知识为依据，经过抽象与概括、分析与综合、归纳与推理等一系列严密的逻辑论证，所以建立的物理模型虽然有假设的成分但是仍然具有一定的科学性。其次，物理模型是抽象性和形象性的统一。物理模型的建构过程是突出主要因素忽略次要因素，变复杂为简单，完成由具体到抽象、由现象到本质的一个形象思维和抽象思维相结合的过程，物理模型是形象性与抽象性的统一体。另一方面，由于物理模型是抽象思维的结果，所以它还具有一定的假设性，它正确与否要接受来自实践的检验。最后，物理模型是条件性和发展性的统一。物理模型只在一定的条件下、一定的场合中才能适用，它只是一种近似，因此一定要注意具体问题具体分析。物理模型是在不断发展完善的，随着人们对事物的本质的认识不断深入，物理模型也相应地由初级向高级发展并不断完善。 3 建构物理模型的方法 教学物理模型的意义和目的，不在于只让学生熟悉某种模型的概念，更重要的是让学生在掌握模型概念的基础上，能够应用模型去解决实际问题。实际问题一般都是出题者根据自己头脑中的一个理想化物理模型，结合某些问题情境和物

高中物理选修3-5玻尔的原子模型教案课程设计

第十八章原子结构 新课标要求 1．内容标准 （1）了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。 例1 用录像片或计算机模拟，演示α粒子散射实验。 （2）通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。 例2 了解光谱分析在科学技术中的应用。 2．活动建议 观看有关原子结构的科普影片。 新课程学习 18．4 玻尔的原子模型 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．了解玻尔原子理论的主要内容。 2．了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。 （二）过程与方法 通过玻尔理论的学习，进一步了解氢光谱的产生。 （三）情感、态度与价值观 培养我们对科学的探究精神，养成独立自主、勇于创新的精神。 ★教学重点 玻尔原子理论的基本假设。 ★教学难点 玻尔理论对氢光谱的解释。 ★教学方法

教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 复习提问： 1．α粒子散射实验的现象是什么？ 2．原子核式结构学说的内容是什么？ 3．卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾 教师：为了解决上述矛盾，丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。 （二）进行新课 1．玻尔的原子理论 （1）能级（定态）假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫定态。（本假设是针对原子稳定性提出的）（2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为E n ）跃迁到另一种定态（设能量为E m ）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即 n m E E h -=ν（h 为普朗克恒量） （本假设针对线状谱提出） （3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）2.玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条可

最新高中物理模型解题法的构建

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：（）

题型一-高中生物学中“模型建构”

题型一高中生物学中“模型建构” 1．(2015·天津卷，1)如图表示生态系统、群落、 种群和个体的从属关系。据图分析，下列叙述正确的是() A．甲是生物进化的基本单位 B．乙数量达到环境容纳量后不再发生波动 C．丙是由生产者和消费者构成的 D．丁多样性的形成受无机环境影响 解析根据生态系统、群落、种群和个体的从属关系可以判断出，甲是个体、乙是种群、丙是群落、丁是生态系统。生物进化的基本单位是种群，而不是个体，A错误；在自然环境中种群的增长往往呈S型增长，达到K值即环境容纳量后，由于受到各种因素的影响，数量在K值附近呈现波动，B错误；生态系统中的群落根据功能划分包括生产者、消费者和分解者，C错误；生态系统是无机环境和生物群落相互作用的统一整体，所以其多样性的形成受无机环境的影响，D正确。 答案D 2．(2014·福建卷，4)细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。下列图中，可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是()

解析血红蛋白存在于红细胞内，不是在细胞膜上，A错误；抗原对T淋巴细胞来说是信号分子，通过T淋巴细胞膜上的受体来接受，而不是抗体，B错误；受体具有特异性，胰高血糖素应作用于胰岛B细胞上的胰高血糖素受体，而不是胰岛素的受体，C错误；骨骼肌作为反射弧中的效应器，骨骼肌细胞上有接受神经递质的受体，同时葡萄糖进入细胞也需要载体协助，D正确。 答案D 解答此类试题的总体思路：加强对基础知识的理解→迁移、整合→联系实际形成应用能力。也就是说，在复习中要狠抓基础知识，搞清概念的内涵和外延，明确原理的内容、适用对象和条件，尤其要对教材中主要模型加以梳理整合。在此基础上要学会对相关概念、原理的迁移和整合，达到举一反三的目的；最后学会应用相关原理、概念去解决生产生活中的实际问题，也就是要培养应用能力。 1．模型及类型 (1)模型：模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具体的实物或其他形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达。 (2)模型类型： ①概念模型：即构建相关概念、原理及生理过程的内在包含关系。 ②物理模型：物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。如沃森和克里克

高中物理典型物理模型及方法

高中典型物理模型及方法 ◆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= 211212 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 12m 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 N= 211212 m F m m m F ++ (20F =就是上面的情 况) F=211221m m g)(m m g)(m m ++ F=122112 m (m )m (m gsin )m m g θ++ F=A B B 12 m (m )m F m m g ++ F 1>F 2 m 1>m 2 N 1

建立理想模型法

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

初中物理滑轮模型专项

初中物理滑轮模型专项 常见知识点 一．结构角度 1．定滑轮相当于等臂杠杆，拉力等于阻力。 2．支点在定滑轮的转轴上，因此动力臂等于阻力臂。 3．动滑轮相当于不等臂杠杆，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力。 4．动滑轮支点在绳锝固定端与轮的交点处，因此动力臂是阻力臂的两倍。 二．用途角度 1．用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向。 2．使用定滑轮，动力的方向无论向哪个方向动力都等于阻力。 3．使用动滑轮能省力，但不能改变力的方向。 4．滑轮组即可以改变力的方向又可以省力。 三．上位角度 滑轮是特殊的杠杆 四．下位角度 滑轮组由动滑轮与定滑轮组成。 典型模型 1．绳的自由端与固定端平行时，使用动滑轮能省一半的力。 2．绳的自由端与固定端不平行时，使用动滑轮不能省一半的力，动力要大于一半的阻力， 因为动力臂小于一半的阻力臂。 3．使用滑轮组省几倍的力就费几倍的距离，费几倍的力就省几倍的距离。 4．使用滑轮组省几倍的力就可以费几倍的速度，费几倍的力就省几倍的速度。 5．水平方向滑轮组的模型 设V为力F移动的速度，V1为物体移动的速度。S为力F移动的距离，S1为物体移动的距 离，F为拉力，f为摩擦力。 6．竖直方向滑轮组的模型 设V为力F移动的速度，V1为物体移动的速度。S为力F移动的距离，h为物体移动的距 离，F为拉力，G为物体的重力。 F=f S=S1 V=V1 F=1/2f S=2S1 V=2V1F=2f S=1/2S1 V=1/2V1 F=1/2f S=2S1 V=2V1 F=1/3f S=3S1 V=3V1

7．一般情况下，在滑轮组中，绳得固定端固定在动滑轮上比固定在定滑轮上更省力。（如上两图中所示） 8．竖直运动的滑轮组，拉力克服的是物体的重力。 9．水平状态的滑轮组，拉力克服的是物体所受的摩擦力，与物重无关。 10．在滑轮组中，和动滑轮相连的有几根绳子就省几分之几的力，费几倍的距离和速度 11．使用任何机械都不省功。 F=G S=h V=V 1 F=F 1=F 2 F=1/2G S=2h V=2V 1 F

高中物理模型教学的理论研究

高中物理模型教学的理论研究 发表时间：2020-03-11T17:45:22.177Z 来源：《教育学文摘》2020年4月总第334期作者：董英梅[导读] 山东省招远第一中学265400 一、物理模型的定义 物理模型定义为：为了充分了解和研究对象的本质，根据研究对象和问题的特点：通过对所研究的系统比较、等效、综合等的思维方法对所给的系统做简化的描述和模拟。学习竖直上抛时，我们可以把背跃式跳高简化成以重心为研究对象的竖直上抛运动，高台跳水也可简化抽象成竖直上抛，高台跳水可以下落到抛出点以下，发射导弹是斜上抛模型，电场中带电离子在匀强电场中初速度与电场力夹角大于 90°的情景也是斜上抛模型，而初速度和电场力夹角为90°是类平抛，处理方法和平抛相类似。高中阶段学生所学的物理规律和定律都有一定的物理模型相联系。解决物理问题其实就是构建物理模型和应用物理模型的过程。 二、物理模型的分类 1.根据研究对象——对象模型 比如：质点模型、弹簧模型、电容器模型、连接体模型、双星模型、斜面模型、点电荷模型、电场模型、线圈模型、连接体模型、通电导线模型、电阻模型、变压器模型、气体模型、氢原子模型、光子模型、传送带模型、测电阻模型、打点计时器模型、杆+导轨模型等等。 2.根据过程分析——状态模型、过程模型 比如：状态模型：共点力作用下的静态（动态）平衡状态模型、超失重模型、临界状态模型、碰撞模型、爆炸反冲模型等等。过程模型：圆周运动模型、匀变速曲线模型、匀变速直线模型、平抛、类平抛模型、机车启动模型、电路的动态变化模型、电磁感应模型、带电离子在电磁场中的偏转模型、远距离输电模型、气体状态变化模型、核裂变和核聚变模型等等。 3.根据应用规律——方法模型 比如：图像模型、动力学模型、机械能守恒模型，动量守恒模型，万有引力与航天模型，测电阻的方法模型，等效重力场模型，能量守恒模型，动能定理模型，动量定律模型，带电离子在电磁场中的运动模型等等。 模型的划分也不是一成不变的，可根据教学的需要灵活的归类。 三、物理模型的特征 1.抽象性与形象性的统一 如：质点模型，质点实际生活中并不存在，它是一个理想化的模型，但是它们有实际的意义，它是根据研究问题的性质，有时可以忽略物体的大小和形状，将物体抽象成一个有质量的点。与质点相类似的还有电场中的点电荷，气体中的理想气体等等。 2.科学性与假定性的统一 物理的建模过程是学生对所研究的物理过程通过分析抓住它的主要特征，经过比较、抽象、概括、推理、逻辑论证得出的一个具有实际意义的能够解决问题的物理模型，它具有科学性。同时建模的过程要利用抽象思维、直觉思维，对客观事物进行假象，然后通过理论或实验验证它的可靠性，因此，物理模型具有一定的假定性。如：玻尔提出的氢原子模型（能级结构），他是在发现了氢原子的线状谱后，经典的电磁理论无法解释的情况下提出的假设，这一假设能够解释氢原子光谱，该假设一直被应用至今。 3.简洁性与美学性的统一 物理建模的过程对一些复杂的问题进行了抽象化的处理。略去了一些次要的因素，有利于我们抓住事物的本质，让一些复杂的问题变得简单。建模过程中模型的体会和理解被定律的内涵所深深的吸引，体现了物理模型的和谐之美。如：赫兹发现了光电效应的三个现象后，经典的波动理论无法解释该现象。爱因斯坦提出了光子说，强调光子和电子是一一对应的关系，一个光子只能把能量给一个电子，光电子得到能量的过程不需要时间的积累，且光电子从金属逸出的过程遵循能量守恒，即爱因斯坦光电效应方程hv=Wo+EKm。爱因斯坦光子说的提出具有简洁性和美学性。 四、物理模型在高三教学过程中的作用 1.物理模型的建立有利于学生对物理概念，物理定理和物理规律的准确的理解 学生在高一、高二的学习中已经学习了一些物理概念、物理规律和物理定理，已经储备了一些物理的基础知识，只是大部分学生对这些物理概念和定理并不是十分的理解，更不会灵活的应用，只是简单的死记硬背，“复制粘贴”物理题目，被动式学习对一些问题的认识不深刻、理解不透彻，形不成完整的物理知识体系。如：在复习能量部分时，学生对动能定理和机械能守恒定律的理解不够清楚，抓不住动能的变化看合外力做功，机械能的变化看其它力做功，其它力做功不包括重力和系统内的弹簧弹力做功，但合外力做功包括重力和系统内的弹簧弹力做功，本质理解不好，学生通过构建正确的有意义的物理模型，有助于学生抓住一些定理定律的本质，知道了分析物理模型的入手点，不至于只会乱套公式。通过物理模型的教学有利于提高学生的思维品质，提高学生的理解和接收知识，解决问题的能力，且对知识系统的对比理解，更有利于学生对物理基本规律和定理的理解，处理物理问题整体的思路更为清晰、开阔。 2.培养学生的抽象思维能力和创新能力 高中部分许多物理知识比较抽象难懂，学生不易理解和接受，尤其是遇到复杂的物理问题解决起来比较困难时，采用模型教学，突出主要因素，忽略次要因素，引导学生对获取的信息进行物理模型的转化，去粗取精、去伪存真，抓住物理模型的主要特点，建立清晰的物理情景，有助于学生抽象思维的培养。高三学生从思维训练的角度对学生建模能力的培养是对学生进行创新能力的培养，更有助于提高学生的探究能力。

初中物理模型--最新版

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

高中物理滑块-板块模型(解析版)

滑块—木板模型 一、模型概述 滑块－木板模型(如图a)，涉及摩擦力分析、相对运动、摩擦生热，多次互相作用，属于多物体多过程问题，知识综合性较强，对能力要求较高，另外，常见的子弹射击木板(如图b)、圆环在直杆中滑动(如图c)都属于滑块类问题，处理方法与滑块－木板模型类似。 二、滑块—木板类问题的解题思路与技巧： 1．通过受力分析判断滑块和木板各自的运动状态（具体做什么运动）； 2．判断滑块与木板间是否存在相对运动。滑块与木板存在相对运动的临界条件是什么？ ⑴运动学条件：若两物体速度或加速度不等，则会相对滑动。 ⑵动力学条件：假设两物体间无相对滑动，先用整体法算出共同加速度，再用隔离法算出其中一个物体“所需要”的摩擦力f；比较f与最大静摩擦力f m的关系，若f > f m，则发生相对滑动；否则不会发生相对滑动。 3. 分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加速度； 4. 对滑块和木板进行运动情况分析，找出滑块和木板之间的位移关系或速度关系，建立方程．特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移. 5. 计算滑块和木板的相对位移（即两者的位移差或位移和）； 6. 如果滑块和木板能达到共同速度，计算共同速度和达到共同速度所需要的时间； 7. 滑块滑离木板的临界条件是什么？ 当木板的长度一定时，滑块可能从木板滑下，恰好滑到木板的边缘达到共同速度（相对静止）是滑块滑离木板的临界条件。 【典例1】如图所示，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力F＝kt(k是常数)，木板和木块加速度的大小分别为a1和a2。下列反映a1和a2变化的图线中正确的是(如下图所示)（）

高中物理教学中物理模型建构能力的培养

作者：陈雪工作单位：江苏省如皋市第二中学 工作单位：邮编：226575 快递地址：江苏省如皋市第二中学 修改意见：1、具象是错了吗？还是就这样？2、2.2数学模型2.3理论模型是否可以举出具体的事例呢？如数学模型平行四边形定则的矢量运算，位移中的二次函数，物理图像中纵横坐标斜率的物理意义，粒子在复合场的极值法，最值法等等。2.3理论模型是否有些模糊呢？是假设法？麻烦您先这样改一下，明天再发给我看看。 高中物理教学模型建构能力的培养 摘要：高考物理改革不再是对物理定理生搬硬套，而是以高中物理知识为基础，结合生活中的实际案例不断创新。由于学生没有很好的掌握如何把物理问题构建成物理模型的方法，在日常的物理教学中，老师应当加强培养学生物理模型构建的思维，使之物理模型构建的能力不断提高。 关键词：物理教学改革模型建构能力培养 1、物理模型构建 物理学，是一门研究自然界广泛存在的各种最基本运动形态、物质结构和物质间相互作用的学科。由于自然界中存在的物质种类名目繁多，运动形态各异，在生活中遇到的物理现象，并不像书本中的例题一样简单、孤立，常常都是多种物理现象的并存。人们在研究自然界中各类物理现象时，一般都遵循“从简到繁、先易后难、循序渐进、逐次深入”的原则。 我们的学生在学习物理知识的同时，更要懂得物理学的研究方法。一般情况下，都是将研究对象的本质抽象地表现出来，把物体以及物体的运动过程构成一个物理模型。在物理教学中，老师常常要求学生在解决物理问题时，要在脑中想象出一个清晰的物理模型，要明白这个物理现象发生的过程等等。这就是通过对物理知识的认知来建立、利用物理模型解决物理问题的办法。在学习和解决物理问题时，要学会对物理定理、公式等进行科学的想象，对待问题要客观、具象，要懂得如何将一个复杂的物理问题转化几个简单、形象的问题进行解决，这样才能构建出一个正确的物理模型，才能更好的解决各种综合性的物理难题。

物理模型的建构在初中生物教学中的应用

物理模型的建构在初中生物教学中的应用 物理模型的建构在初中生物教学中的应用 物理模型的建构在初中生物教学中的应用 2015-05-26 生物论文 物理模型的建构在初中生物教学中的应用 物理模型的建构在初中生物教学中的应用 吕国庆 （江苏省常州市新北区实验中学） 摘要：探讨在初中生物教学中常见的几种物理模型的建构。物理模型的设计非常有利于生物教学的有效开展，提高学生的学习效率，培养学生的各种技能和科学素养。 关键词：物理模型；创新；生物 人们认识客观世界的时候，直观化、形象化，更便于人们探索科学世界的客观规律。物理模型建构的研究旨在教学活动中建构学生的建模意识，物理模型建构的创新研究实质上是培养学生的创造性思维能力，因为建模活动本身就是一项创造性思维活动。能够培养学生的想象力，思维能力，假想、变换、构造等能力，这些能力正是创造性思维所具有的最基本的特征。“创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力，创新的关键是人才，人才的成长靠教育。”要真

正培养学生的’创新能力，自觉地在学习过程中构建物理模型，只有这样，才能使学生分析和解决问题的能力得到有效提高，也只有这样才能真正提高学生的创新能力。 那什么是物理模型呢？物理模型就是以实物或图画形式直接表达认识事物的特征。根据相似原理，把真实事物制成相关模型，其状态变量和原事物基本相同，可以模拟客观事物的某些功能和性质。物理模型包括：实物模型、模拟模型、图画。通过下面以三个具体实例来阐述本人对物理模型的理解与探索。 一、模拟模型建构能将抽象化的知识活化为具体直观 主题举例：植物细胞的模型模拟建构。 材料的选择：一次性方型塑料盒，透明塑料袋，带壳核桃或熟鸡蛋，清水和有颜色的水，气球，不能水溶的绿色胶囊若干，长粒香大米若干粒。 设计方案：学生根据自己对植物细胞的结构和功能的理解，小组成员利用教师所提供的材料制作模型，小组成员展示模型并介绍，同时接受其他小组成员点评，并答疑。 具体实施过程：一次性塑料盒充当细胞壁，透明塑料袋可充当细胞膜，带壳核桃或熟鸡蛋可充当细胞核，清水可充当细胞质，气球可充当液泡，有颜色的水可充当细胞液。 评价：在班级内部交流小组制作模型，从科学性、技术性、正确性等方面进行评价。小组成员根据班内成员的评价完善自己的设计。 解释：模拟模型，就是根据系统或过程的特性，按一定规律，用实物材料模拟系统原型的方法。形象大于思维，七年级学生对细胞的认识较浅显，由于细胞很

初中物理模型

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？

高中物理-原子结构教案

高中物理-原子结构教案 新课标要求 1．内容标准 （1）了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。 例1 用录像片或计算机模拟,演示α粒子散射实验。 （2）通过对氢原子光谱的分析,了解原子的能级结构。 例2 了解光谱分析在科学技术中的应用。 2．活动建议 观看有关原子结构的科普影片。 新课程学习 18．2 原子的核式结构模型 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据。 2．知道α粒子散射实验的实验方法和实验现象,及原子核式结构模型的主要内容。 （二）过程与方法 1．通过对α粒子散射实验结果的讨论与交流,培养学生对现象的分析归纳中得出结论的逻辑推理能力。 2．通过核式结构模型的建立,体会建立模型研究物理问题的方法,理解物理模型的演化及其在物理学发展过程中的作用。 3．了解研究微观现象的方法。 （三）情感、态度与价值观 1．通过对原子模型演变历史的学习,感受科学家们细致、敏锐的科学态度和不畏权威、尊重事实、尊重科学的科学精神。 2．通过对原子结构的认识的不断深入,使学生认识到人类对微观世界的认识是不断扩大和加深的,领悟和感受科学研究方法的正确使用对科学发展的重要意义。 ★教学重点

1．引导学生小组自主思考讨论：对α粒子散射实验的结果分析从而否定枣糕模型,得出原子的核式结构； 2．在教学中渗透和让学生体会物理学研究方法,渗透三个物理学方法：模型方法,黑箱方法和微观粒子的碰撞方法； ★教学难点 引导学生小组自主思考讨论：对ɑ粒子散射实验的结果分析从而否定枣糕模型,得出原子的核式结构 ★教学方法 教师启发、引导,学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片,多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 讲述：汤姆生发现电子,根据原子呈电中性,提出了原子的枣糕模型。 学生活动：师生共同得出汤姆生的原子枣糕模型。 点评：用动画展示原子的枣糕模型。 （二）进行新课 1．α粒子散射实验原理、装置 （1）α粒子散射实验原理： 汤姆生提出的枣糕原子模型是否对呢？ 原子的结构非常紧密,用一般的方法是无法探测它的内部结构的,要认识原子的结构,需要用高速粒子对它进行轰击。而α粒子具有足够的能量,可以接近原子中心。它还可以使荧光屏物质发光。如果α粒子与其他粒子发生相互作用,改变了运动方向,荧光屏就能够显示出它的方向变化。研究高速的α粒子穿过原子的散射情况,是研究原子结构的有效手段。 学生：体会α粒子散射实验中用到科学方法；渗透科学精神（勇于攀登科学高峰,不怕苦、不怕累的精神）的教育。 教师指出：研究原子内部结构要用到的方法：黑箱法、微观粒子碰撞方法。 （2）α粒子散射实验装置

建构物理模型的教学实例

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/4a15292434.html, 建构物理模型的教学实例 作者：曾小明李清华 来源：《理科考试研究·高中》2013年第01期 随着新课程标准的实施，高中物理教学中让学生学会探究和创新越发显得更重要，而这一切又离不开物理建模能力的培养.如何帮助学生树立建模意识，构建物理模型，运用建立起的 物理模型解决实际问题，是中学物理教学的一个重点，也是难点.因此教师在课堂教学中要积 极挖掘教材中可供学生自主构建物理模型的内容，大胆尝试，使课堂教学实现学习方式多样化，使学生具有不同的认知途径.从而在课堂教学中培养学生的创新精神和实践能力、树立终 身学习的意识、提高终身学习的能力等方面发挥作用，最终促进学生的全面发展. 高一物理教学中可对《单摆》这一节课（人教版选修3-4第十一章的第四节）进行物理模型处理，以简谐运动和圆周运动两个物理模型为主线进行教学. 一、教学目标分析 单摆是第十一章《简谐运动》继弹簧振子之后的又一个基本运动模型.它是机械振动的核 心内容，既是本章的中心，又是本章的教学重点，也是一个圆周运动的典型模型，因而是很多省份高考中考查的热点.这节课还用到了理想化方法、科学近似处理方法、控制变量法帮助学 生建构"单摆"这个物理模型. 二、情景创设 新教学之前，设计一个故事和一些演示实验使学生很快熟悉单摆的运动形式，为学生建立单摆模型提供必要的直观形象. 1.讲述故事（伽利略发现“摆”的等时性） 通过故事将“摆”的规律用于制作摆钟的技术，对学生是一次很好的模型教学的教育.学生将形成从建立到应用模型的直观感受. 2.小实验 演示实验①：单摆摆球的摆动；演示实验②：摆钟的摆动 在引入生动的故事的基础上，通过实验演示，向学生展现单摆的各部件，使学生初步认识单摆这个实体模型.另外也能使得学生很快熟悉单摆这种运动形式，为学生建立单摆振动模型 提供必要的直观形象. 三、构建单摆的理想化模型