浅析物理模型在初中物理中的重要作用

滕衍红

摘 要：模型可谓是十分常见，为人们的日常生活、学习、工作带来了很大的便利，物理学科在研究上具有复杂性的特征，初中学生很难从复杂多变的表面现象发现其中蕴含的深刻规律，而使用物理模型可以更好地表达出深奥的物理规律。分析了物理模型在初中物理中的重要作用。

关键词：物理模型；初中物理；重要作用

物理模型对于初中物理来说是重要的表达手段和研究方法，在讲授物理规律时，物理模型是必不可少的存在，使用物理模型时，通常会忽略掉次要因素，因此说使用物理模型可以简化客观对象，使学生更加清晰地观看到物理现象，掌握各种客观的物理规律，进而学会应用这些物理规律。如何在初中物理中使用物理模型，也是本文所要研究的课题。

一、物理模型

（一）何为物理模型

从广义角度来说，物理学中涉及的各种物理概念都是物理模型，诸如长度、时间以及物质，均可作为物理模型；同时，物理中的所有研究对象，其状态及状态的变化过程也是物理模型，例如：水从气态变成液态再变成固态的过程，这些就是物理模型。从狭义角度来说，反映物理问题的特定现象、理想化实体、理想化状态、理想化过程、理想化结构等等，同样是物理模型。

（二）分类

1.物理对象模型

将研究对象所具有的一些次要因素直接进行忽略，随后所建成的物理模型即物理对象模型。

2.物理条件模型

将研究对象所处条件中的一些次要因素进行忽略，随后所建成的物理模型即物理条件模型。

3.物理过程模型

将物理活动中的次要因素进行忽略，随后所建成的物理模型即为物理过程模型。初中物理教材中的“匀速直线运动”便是最典型的物理过程模型。

4.理想化实验

现实中的物理实验通常会涉及诸多的因素，有主要因素也有次要因素，基于大量实验研究结果，结合逻辑推理，将次要因素忽略掉，紧抓主要特征，在理想条件下获得的物理现象与规律、科学研究方法，此即理想化实验。在研究物理学规律、学习物理学知识的过程中，理想化实验是最为广泛的一种方法。

5.数学模型

数学符号、字母以及数字构成的，可以展现现实对象所具有的数据规律的图形、公式以及算法即数学模型。

二、物理模型的重要作用

（一）物理对象模型的重要作用

初中物理教材中有许多物理对象模型，诸如：①光线；②分子模型；③薄透镜；④理想电流表；⑤理想电源；⑥理想电压表；⑦其他。除此之外，还有许多物理对象模型，此处不做多余赘述。以“理想电流表”或“理想电压表”为例，电流在电路中并无是全无阻碍的，导电介质本身具有一定的电阻，基于“电流=电压÷电阻”（I=U/R）的公式，可知电流会在电阻的影响下出现变化，电压也会随之发生变化。而所谓的“理想电流表”是假设内阻无限小，在分析电路时可以看作短路，在分析电路时，表上的压降也可忽略不计；而“理想电压表”则是内阻无限大，在分析电路时可以看作开路，即在分析电路时，其分流作用可忽略不计。当然，在现实中电压表中是由微小电流通过的，电流表则是电压有所降低，只是都非常小，可以忽略不计而已。这类物理对象模型不过是将不重要的次要因素忽略不计。

（二）物理条件模型

初中物理教材中有许多物理条件模型，诸如：①轻质滑轮；②轻质球；③光滑面；④轻绳；⑤绝热容器；⑥轻质杆；⑦其他。以轻质杆为例，这种物理条件模型通常存在于简单机械中的杠杆，教师可以将其与“力矩的平衡”结合起来进行教学。其所涉及的公式为：阻力臂×阻力=动力臂×动力，在现实中杠杆所受到的力除了外部物体，还包括杠杆本身的重力，重力在杆的力臂上并不是各处都相同的，初中物理尚无法清晰分析如此复杂的问题，只能利用“轻质杆”这种物理条件模型来解决问题，其忽略了杆自身的重力，只需要设计外部的力，可以直接套用“阻力臂×阻力=动力臂×动力”这一公式。

（三）理想化实验

初中物理教材中有一个理想化实验非常著名，即伽利略的斜面实验。以小球滑动实验为例，假设相同的小球从相同的高度沿着相同材料的斜面滑动，若是沿着摩擦力不断减小的水平面进行直线运动，那么其路程将会逐渐增大。据此实验结果，伽利略的结论是：小球若在不存在摩擦力的水平面上滑动，那么它做出的运动永远都是匀速直线运动。在这个结论中，“无摩擦的水平面”便是一种理想条件，而小球做出的永久的匀速直线运动便是在这个理想条件下所出现的物理现象。基于这样的理论和理想化实验模型，牛顿又建立了“牛顿第一定律”。由此可见，理想化实验具有非常重要的存在价值。

（四）物理过程模型

前文提及的匀速直线运动等都是物理过程模型，其忽略了物理过程中一个物理量所发生的微小变化，这个物理量被视为是恒定的，这样可以不必再考虑物理量所发生的复杂变化，只需要分析其恒定过程，对于初中物理的问题分析来说非常适合。

物理模型對于初中物理教学来说非常重要，通过使用各种类型的物理模型可以简化物理现象中的复杂因素，使学生更加清晰地掌握物理规律，从而获得更好的学习效果。

参考文献：

[1]罗先举.物理模型在物理学及其发展中的重要性[J].中学课程辅导（教学研究），2015（17）.

[2]杨红强.初中物理模型在教学中的运用[J].教育教学论坛，2011（1）.

编辑 谢尾合