山東省泰安第一中學(xué)(271000)

李境祎●

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物理模型在高中物理解題中的作用探討

山東省泰安第一中學(xué)(271000)

李境祎●

從初中升入高中以后，我們在物理的學(xué)習(xí)中或多或少都會遇到一些問題.即使在初中的物理成績挺不錯的，但升入高中以后明顯感覺到力不從心，即使在平時的上課中認(rèn)真聽講，在課后也認(rèn)真地完成作業(yè)，可最終的結(jié)果總是不盡如人意，效果不佳，致使一部分學(xué)生逐漸對物理喪失學(xué)習(xí)的興趣.我們想要真正解決這些問題，首先要找到其出現(xiàn)的原因，而這主要的原因就是沒有找到良好的學(xué)習(xí)方法.很多同學(xué)認(rèn)為學(xué)習(xí)物理只需要將公式記牢、定理定律死記硬背住，解題時機(jī)械地套用就可以了，然而我們要想真真正正學(xué)好高中物理，這絕對不是最有效最智慧的方法.本文將從物理模型在物理學(xué)習(xí)中的作用入手，舉例中學(xué)階段經(jīng)常用的一些物理模型，然后分析模型對物理學(xué)知識的理解和掌握具有的至關(guān)重要的作用.

物理模型；高中時代；物理解題過程；作用；中學(xué)階段

一、要建立起模型的概念，理解模型中所包含的實(shí)質(zhì)

首先用質(zhì)點(diǎn)來說明模型概念的重要性.很多學(xué)生對于質(zhì)點(diǎn)的概念和實(shí)質(zhì)是較難把握的，其實(shí)質(zhì)點(diǎn)是不需要考慮事物的大小和形態(tài)的，只需要把它簡簡單單的看成一個有質(zhì)量的點(diǎn)即可，那么能否把一個物體看成質(zhì)點(diǎn)就主要由問題的實(shí)質(zhì)來決定了，取決于物體的具體形狀和大小在研究問題的過程中是否非常重要，如果對研究的問題無關(guān)緊要，那么我們就可以把這個物體忽略為一個有質(zhì)量的點(diǎn)，從而更加簡單快捷的解決這個問題.

比如，我們在研究一列火車的運(yùn)動軌跡時，如果這列火車從北京到上海，那么火車本身的長度相對于火車運(yùn)動過程中發(fā)生的位移就可以忽略不計(jì)，這時就可以把火車看成一個質(zhì)點(diǎn)；如果研究的是火車完全通過一個隧道，那么火車本身的長度就要準(zhǔn)確的測量，火車的長度在這個問題里就不可以忽略不計(jì)了，此時不能把火車看成一個質(zhì)點(diǎn).所以我們必須根據(jù)不同的研究對象，具體情況具體分析.由此可見，在我們理解物理問題的過程中建立概念模型成為了我們理解概念的非常有效的途徑.

二、構(gòu)造過程模型，建立物理模型

比如，在我們研究平拋這個運(yùn)動時可以建立以下的過程：質(zhì)點(diǎn)可以在水平方向上在不受力的作用下做勻速直線運(yùn)動；在豎直方向上由于受到重力的作用，質(zhì)點(diǎn)做自由落體運(yùn)動，分別對事物進(jìn)行水平和豎直的方向上的分析后再對受力進(jìn)行合成，就可以找到質(zhì)點(diǎn)在最終狀態(tài)下的速度的大小以及運(yùn)動的方向，通過過程模型將物理問題具體化，這樣有利于幫助我們更好地理解物理問題，并正確解決物理問題.

下面我們舉個例子來說明這個問題， 一個物體在平拋運(yùn)動中，水平方向做勻速直線運(yùn)動，速度為v0,豎直方向做自由落體，速度為v2，通過受力合成水平速度v0和豎直方向速度v2，最終得到物體在v1的速度和方向下運(yùn)動.通過實(shí)驗(yàn)表明，平拋運(yùn)動的物體的運(yùn)動軌跡為拋物線，將拋物線上的各點(diǎn)表示瞬時速度的矢量平移，使它們有共同的起始點(diǎn)，然后將它們受力合成，從而得到物體最終的運(yùn)動速度和運(yùn)動軌跡.

三、抓住物理模型之間的聯(lián)系，深入地了解物理模型

只有我們深入理解彈簧彈子的模型以后，我們才能很輕松地理解在小球的碰撞過程中彈性勢能以及動能之間的轉(zhuǎn)化問題，只有我們真正理解了小球的勢能以及高度問題以后，我們才能夠輕松理解和掌握一些重要的物理知識，最終達(dá)到活學(xué)活用的理想效果.

下面我們來看一個有關(guān)的實(shí)例，如圖所示，這是一個小球在落地后又彈起的運(yùn)動軌跡.從這個運(yùn)動路線中，我們可以看出小球是從A點(diǎn)開始下落，在下落過程中，由于小球的質(zhì)量不變，高度逐漸降低，因此小球的重力勢能不斷減小，在下落過程中，由于小球的速度逐漸增大，因此小球的動能不斷增大.在這一過程中小球?qū)⒅亓菽苻D(zhuǎn)化為了動能.

小球在撞擊地面以后發(fā)生了彈性形變，這使小球具有了彈性勢能，此時小球是將動能轉(zhuǎn)化為了彈性勢能.

小球在撞擊完地面以后反彈到達(dá)B點(diǎn)時，由于小球的質(zhì)量保持不變，高度逐漸增大，因此小球的重力勢能也逐漸增大，小球在反彈上升的過程中，速度逐漸減小，因此小球的動能不斷減小.在這一過程中小球?qū)幽苻D(zhuǎn)化為了重力勢能.

由于小球和空氣之間具有摩擦力，因此小球不可能這樣循環(huán)往復(fù)的運(yùn)動下去.隨著時間的推移，小球被彈起的高度會越來越小，最終小球會在某一時刻停止運(yùn)動.因此，我們要深入研究物理模型，要學(xué)會運(yùn)用物理模型，要把握住物理模型之間的聯(lián)系，這樣才能更好地解決物理問題.

在中學(xué)物理的學(xué)習(xí)階段，我們要十分重視物理模型的應(yīng)用，我們要充分認(rèn)識物理模型的作用，這不僅能夠幫助我們解決物理難題，理解物理上的一些概念，還能夠培養(yǎng)自身的創(chuàng)造性思維方式，更能夠提高我們的物理成績，對于今后的學(xué)習(xí)生活也起著至關(guān)重要的作用.因此，我們要學(xué)會培養(yǎng)自身的思維能力以及創(chuàng)新能力，根據(jù)具體的問題構(gòu)建合適的物理模型，改變傳統(tǒng)的物理學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)成績.

[1]許金科．高中物理解題研究——模型解題法．《教育界》．2014年23期-2014年2期

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