滕衍紅

摘 要：模型可謂是十分常見，為人們的日常生活、學習、工作帶來了很大的便利，物理學科在研究上具有復雜性的特征，初中學生很難從復雜多變的表面現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)其中蘊含的深刻規(guī)律，而使用物理模型可以更好地表達出深奧的物理規(guī)律。分析了物理模型在初中物理中的重要作用。

關鍵詞：物理模型；初中物理；重要作用

物理模型對于初中物理來說是重要的表達手段和研究方法，在講授物理規(guī)律時，物理模型是必不可少的存在，使用物理模型時，通常會忽略掉次要因素，因此說使用物理模型可以簡化客觀對象，使學生更加清晰地觀看到物理現(xiàn)象，掌握各種客觀的物理規(guī)律，進而學會應用這些物理規(guī)律。如何在初中物理中使用物理模型，也是本文所要研究的課題。

一、物理模型

（一）何為物理模型

從廣義角度來說，物理學中涉及的各種物理概念都是物理模型，諸如長度、時間以及物質，均可作為物理模型；同時，物理中的所有研究對象，其狀態(tài)及狀態(tài)的變化過程也是物理模型，例如：水從氣態(tài)變成液態(tài)再變成固態(tài)的過程，這些就是物理模型。從狹義角度來說，反映物理問題的特定現(xiàn)象、理想化實體、理想化狀態(tài)、理想化過程、理想化結構等等，同樣是物理模型。

（二）分類

1.物理對象模型

將研究對象所具有的一些次要因素直接進行忽略，隨后所建成的物理模型即物理對象模型。

2.物理條件模型

將研究對象所處條件中的一些次要因素進行忽略，隨后所建成的物理模型即物理條件模型。

3.物理過程模型

將物理活動中的次要因素進行忽略，隨后所建成的物理模型即為物理過程模型。初中物理教材中的“勻速直線運動”便是最典型的物理過程模型。

4.理想化實驗

現(xiàn)實中的物理實驗通常會涉及諸多的因素，有主要因素也有次要因素，基于大量實驗研究結果，結合邏輯推理，將次要因素忽略掉，緊抓主要特征，在理想條件下獲得的物理現(xiàn)象與規(guī)律、科學研究方法，此即理想化實驗。在研究物理學規(guī)律、學習物理學知識的過程中，理想化實驗是最為廣泛的一種方法。

5.數(shù)學模型

數(shù)學符號、字母以及數(shù)字構成的，可以展現(xiàn)現(xiàn)實對象所具有的數(shù)據(jù)規(guī)律的圖形、公式以及算法即數(shù)學模型。

二、物理模型的重要作用

（一）物理對象模型的重要作用

初中物理教材中有許多物理對象模型，諸如：①光線；②分子模型；③薄透鏡；④理想電流表；⑤理想電源；⑥理想電壓表；⑦其他。除此之外，還有許多物理對象模型，此處不做多余贅述。以“理想電流表”或“理想電壓表”為例，電流在電路中并無是全無阻礙的，導電介質本身具有一定的電阻，基于“電流=電壓÷電阻”（I=U/R）的公式，可知電流會在電阻的影響下出現(xiàn)變化，電壓也會隨之發(fā)生變化。而所謂的“理想電流表”是假設內阻無限小，在分析電路時可以看作短路，在分析電路時，表上的壓降也可忽略不計；而“理想電壓表”則是內阻無限大，在分析電路時可以看作開路，即在分析電路時，其分流作用可忽略不計。當然，在現(xiàn)實中電壓表中是由微小電流通過的，電流表則是電壓有所降低，只是都非常小，可以忽略不計而已。這類物理對象模型不過是將不重要的次要因素忽略不計。

（二）物理條件模型

初中物理教材中有許多物理條件模型，諸如：①輕質滑輪；②輕質球；③光滑面；④輕繩；⑤絕熱容器；⑥輕質桿；⑦其他。以輕質桿為例，這種物理條件模型通常存在于簡單機械中的杠桿，教師可以將其與“力矩的平衡”結合起來進行教學。其所涉及的公式為：阻力臂×阻力=動力臂×動力，在現(xiàn)實中杠桿所受到的力除了外部物體，還包括杠桿本身的重力，重力在桿的力臂上并不是各處都相同的，初中物理尚無法清晰分析如此復雜的問題，只能利用“輕質桿”這種物理條件模型來解決問題，其忽略了桿自身的重力，只需要設計外部的力，可以直接套用“阻力臂×阻力=動力臂×動力”這一公式。

（三）理想化實驗

初中物理教材中有一個理想化實驗非常著名，即伽利略的斜面實驗。以小球滑動實驗為例，假設相同的小球從相同的高度沿著相同材料的斜面滑動，若是沿著摩擦力不斷減小的水平面進行直線運動，那么其路程將會逐漸增大。據(jù)此實驗結果，伽利略的結論是：小球若在不存在摩擦力的水平面上滑動，那么它做出的運動永遠都是勻速直線運動。在這個結論中，“無摩擦的水平面”便是一種理想條件，而小球做出的永久的勻速直線運動便是在這個理想條件下所出現(xiàn)的物理現(xiàn)象。基于這樣的理論和理想化實驗模型，牛頓又建立了“牛頓第一定律”。由此可見，理想化實驗具有非常重要的存在價值。

（四）物理過程模型

前文提及的勻速直線運動等都是物理過程模型，其忽略了物理過程中一個物理量所發(fā)生的微小變化，這個物理量被視為是恒定的，這樣可以不必再考慮物理量所發(fā)生的復雜變化，只需要分析其恒定過程，對于初中物理的問題分析來說非常適合。

物理模型對于初中物理教學來說非常重要，通過使用各種類型的物理模型可以簡化物理現(xiàn)象中的復雜因素，使學生更加清晰地掌握物理規(guī)律，從而獲得更好的學習效果。

參考文獻：

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[2]楊紅強.初中物理模型在教學中的運用[J].教育教學論壇，2011（1）.

編輯 謝尾合