羅金茂

(福建省上杭縣第二中學(xué) 364200)

物理模型是對(duì)一些情境中物理規(guī)律的抽象與總結(jié)，不僅有助于學(xué)生更好的理解物理知識(shí)本質(zhì)，而且可給學(xué)生解題帶來(lái)良好啟發(fā)，使其迅速的找到解題突破口，實(shí)現(xiàn)高效、正確解題.課堂上為使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理模型的重要性，鍛煉其運(yùn)用物理模型解題的意識(shí)與能力，應(yīng)優(yōu)選精講相關(guān)的物理習(xí)題，使學(xué)生積累豐富的模型應(yīng)用經(jīng)驗(yàn).

一、桿繩速度分解模型

教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)生解答桿、繩速度分解問(wèn)題時(shí)往往找不到正確的角度，導(dǎo)致速度分解出錯(cuò).事實(shí)上，遇到該類(lèi)問(wèn)題可運(yùn)用桿、繩速度分解模型迅速作出判斷.桿、繩速度分解模型中與桿、繩連接物體的運(yùn)動(dòng)速度是合速度，沿桿、繩以及垂直桿、繩的速度均為分速度.在解題過(guò)程中牢牢把握這一關(guān)系，運(yùn)用幾何以及速度分解法則，能很快的得出正確結(jié)果.課堂上為使學(xué)生更好的體會(huì)該模型在解題中的應(yīng)用，可與學(xué)生一起分析如下習(xí)題，幫助其更好的理解與掌握桿、繩速度分解模型.

如圖1所示，一段繩子的兩端分別連接小車(chē)P和物塊Q，跨過(guò)距地面高為H的兩個(gè)定滑輪.起初小車(chē)處在左側(cè)滑輪正下方的A點(diǎn)，而后以速度v勻速向左運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)，A、B的距離為H，則( ).

A.物塊Q勻速上升

B.Q上升時(shí)處于超重狀態(tài)

二、衛(wèi)星運(yùn)行與變軌模型

如圖2所示，地球球心為O，一宇宙飛船沿橢圓軌道圍繞地球無(wú)動(dòng)力飛行，P為軌道上距離地球的最遠(yuǎn)點(diǎn)，PO=3R，已知地球半徑為R，表面重力加速度為g，忽略地球自轉(zhuǎn)以及空氣阻力，則( ).

A.飛船在P點(diǎn)的加速度一定是g/9

D.在P點(diǎn)時(shí)飛船變軌至為半徑3R的圓形軌道，則需要制動(dòng)減速

三、彈簧模型

彈簧較為特殊，其既能產(chǎn)生拉力，也能產(chǎn)生彈力.很多學(xué)生分析彈簧相關(guān)的物理習(xí)題時(shí)應(yīng)對(duì)彈簧的受力特點(diǎn)理解不深入，難以短時(shí)間內(nèi)找到有效突破口.事實(shí)上解答相關(guān)物理習(xí)題時(shí)運(yùn)用彈簧模型能夠更好的把握問(wèn)題的本質(zhì)，避免一些不良因素的干擾，提高解題正確率.彈簧模型主要體現(xiàn)在力和能量?jī)蓚€(gè)方面，其中力方面需要結(jié)合胡克定律、受力分析以及牛頓定律知識(shí).分析的過(guò)程中應(yīng)注重靈活運(yùn)用整體與隔離思想根據(jù)需要轉(zhuǎn)換分析問(wèn)題的角度.在能量方面，彈簧的彈性勢(shì)能屬于機(jī)械能，其具有儲(chǔ)能與釋放能量的功能，解題時(shí)應(yīng)注重靈活運(yùn)用機(jī)械能守恒定律進(jìn)行判斷.

使用輕繩將三個(gè)質(zhì)量均為1kg的木塊a、b、c以及兩個(gè)勁度系數(shù)均為500N/m的輕彈簧p、q連接在一起，通過(guò)定滑輪按照如圖3所示放置，其中a所在的桌面光滑.開(kāi)始時(shí)p處于原長(zhǎng)，木塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)，而后使用水平力F緩慢的向左拉彈簧p，當(dāng)木塊c剛好離開(kāi)地面時(shí)，p彈簧的左端向左移動(dòng)的距離為( ).

A.4cm B.6cm C.8cm D.10cm

解析因整個(gè)過(guò)程緩慢進(jìn)行表明物體均處于平衡狀態(tài).以彈簧q為研究對(duì)象，起初因b的重力彈簧會(huì)被壓縮，由胡克定律可得kx1=mg，當(dāng)c剛好離開(kāi)地面時(shí)彈簧q被拉伸，由胡克定律可得kx2=mg，即，整個(gè)過(guò)程中彈簧q的長(zhǎng)度變化為l=x1+x2；以彈簧p為研究對(duì)象，木塊c剛好離開(kāi)地面時(shí)，彈簧p的拉力剛好和b、c的重力之和相等，設(shè)彈簧p的伸長(zhǎng)量為x3，則kx3=2mg；p彈簧的左端向左移動(dòng)的距離為s=l+x3，代入數(shù)據(jù)解得s=8cm，選擇C項(xiàng).

四、物體碰撞模型

談到物體的碰撞就需要運(yùn)用動(dòng)量守恒定律分析物體碰撞前后的速度變化.但是一些情境較為復(fù)雜，需要學(xué)生牢固掌握動(dòng)量守恒定律的適用條件，把握構(gòu)建物理方程的相關(guān)細(xì)節(jié)，即，應(yīng)注重先設(shè)出物體運(yùn)動(dòng)的正方向.涉及到能量變化問(wèn)題時(shí)，還需要運(yùn)用機(jī)械能守恒定律.另外，考慮到相關(guān)的計(jì)算公式、計(jì)算過(guò)程較為復(fù)雜，應(yīng)注重推導(dǎo)不同碰撞情境下的速度、能量變化規(guī)律，盡量牢記相關(guān)的推導(dǎo)結(jié)果，解題時(shí)直接的套用，能夠大大提高解題效率.

如圖4所示，A、B兩個(gè)彈性小球靜止在地面上方，B球距離地面的高度h=0.8m，A球在B球的正上方.先將B球釋放，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后釋放A球.A球下落t=0.3s時(shí)，和B球在地面上方的P點(diǎn)相碰，碰撞時(shí)間極短，碰撞的瞬間A球的速度剛好為零.若B球的質(zhì)量為A球的3倍.忽略空氣阻力及碰撞的動(dòng)能損失.求：(1)B球第一次達(dá)到地面的速度；(2)P點(diǎn)距離地面的高度.

高中物理教學(xué)中應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到模型的重要性，在日常的教學(xué)中通過(guò)運(yùn)用多媒體課件，與學(xué)生一起分析、推導(dǎo)、總結(jié)常見(jiàn)的物理模型，進(jìn)一步加深學(xué)生印象，使其把握物理模型的推導(dǎo)過(guò)程以及相關(guān)結(jié)論的來(lái)龍去脈，尤其應(yīng)注重為學(xué)生講解經(jīng)典例題、組織學(xué)生開(kāi)展針對(duì)性的訓(xùn)練活動(dòng)，使學(xué)生在聽(tīng)課、訓(xùn)練中不斷的深化對(duì)相關(guān)模型的理解，把握運(yùn)用模型解題的細(xì)節(jié)，確保其在認(rèn)識(shí)問(wèn)題時(shí)更加深刻，考慮問(wèn)題時(shí)更加全面，實(shí)現(xiàn)物理綜合解題能力的明顯提升.