物理模型在高中物理解题中的应用探讨

殷 玉

(安徽省临泉第二中学，安徽 临泉 236400)

物理模型在高中物理解题中的应用探讨

殷 玉

(安徽省临泉第二中学，安徽 临泉 236400)

高中物理是一门抽象性、复杂性比较高的学科，学生有效学习的难度比较大，尤其解题时，更容易出现错误，而高中物理解题中运用物理模型时，可以简化复杂的物理问题，便于学习、理解及掌握.本文主要探讨了高中物理解题中应用物理模型的方法.

物理模型；高中物理；解题；应用

对于物理学研究来说，通常以实验方式，将事物主因抓住，进而辨析出事物的性质与物理规律，由于此过程抽象性较强，单纯讲解不利于学生理解与掌握，可将物理题与物理模型结合的方式，引导学生形成科学的解题思维.

一、物理模型分类

第一，模拟模型，物理学研究中，研究对象与规律的抽象性均比较强，但在内容方面，抽象性相对较弱，由此，求解物理题目时，即可采用模拟模型；第二，实物模型，物理学研究密切相关于日常生活，解题时，可忽略部分次要因素，以实物为依据，建立相应的物理模型，降低解题的难度；第三，过程模型，过程模型建立后，可对物理事件发生过程做出了解，接着将次要因素忽略，具体化抽象因素，完成物理过程的分析，达到准确解题的目的；第四，实验模型，以实验为基础，根据事物主要矛盾，推理逻辑发展，分析事物运动及变化过程，找出规律；第五，数学模型，在数学中，可以通过相应的形式表现出客观世界存在的规律，建立物理模型过程中，会对物理状态及规律的表现数学模型不断建造，从而利用物理知识描述客观事物.

二、物理解题中物理模型的具体应用

1.研究问题建立正确的实体模型

高中物理课程学习过程中，研究对象及规律兼具抽象性及共性，因此，物理问题求解时即可应用物理模型.

例题1 某城市下雨时，雨滴竖直落在地面上，降落速度为10m/s，此时，将圆柱形量筒放置在地面，量筒高度为10m，横截面积为80cm2，已知：30min后，量筒内1cm高的水，假设天气无风，量筒相同情况下，需多久才能收集相同多的水.

解题思路首先，相互作用力并不存在于雨滴之间，解题时，教师可引导学生建立雨滴点阵模型；其次，风的作用力方向为水平方向，而竖直方向为雨滴降落方向，因此，风力并不会影响雨滴的降落过程；最后，基于上述方面，点阵只能是水平方向的移动，再加上并未改变雨点密度，因此，无风时，30min即可达到相同的效果.

2.合理转化模型简化物理求解问题

经多年教学实践发现，多数物理题目看似复杂性并不高，但计算时如果仅采用推理计算方法，难以获得正确的答案，若想将学生解决物理问题的能力提升，解决此类型问题时，可以有目的的构建物理模型，经物理模型的合理转化后，使物理问题更为简单，便于学生的求解.

例题2 如图1所示，有两个完全相同的齿轮A、齿轮B，齿轮A的位置固定不动，如果以齿轮A为圆心，齿轮B旋转半周后，即会与齿轮C的位置重合，试对齿轮B上箭头指示的方向做出判断.

图1

解题思路分析题干可知，齿轮B绕着齿轮A旋转(公转)时，齿轮B自身也会同时旋转(自转)，同时，齿轮A进行90°的公转后，即会开展180°的自转，那么，齿轮B绕着齿轮A旋转过程中，需进行180°的公转才可与齿轮C重叠，也就是到达齿轮C的位置，此时，齿轮B同时进行360°的自转.探究齿轮B运动过程时，教师可以利用实际的齿轮，建立实物模型，将物理问题转化为与生活实际相连接的简单问题，降低问题的抽象程度，使学生较为快速的解出题目的答案，此过程中，也可以增强学生的学习物理知识的兴趣，提升教学效果.

3.巧妙利用物理模型解题

例题3 如图2所示，在宇宙中分布着三个星体，分别为星体A、星体B、星体C，三个星体受到的其他星体的作用力选择忽略，星体A、星体B、星体C运动时，三者间关系如下：在万有引力作用下，星体A、星体B、星体C两两相连后形成一个等边三角形，O为等边三角形所在平面的圆心，星体A、星体B、星体C围绕O点做圆周运动，且具有相同的角速度，星体A、星体B、星体C的质量分别为2m、m、m，假设a为等边三角形的边长，求出星体A所受合力的大小.

图2

解题思路分析上述问题后，教师与学生一起建立数学模型，根据本题，建立的模型包含两个，一个为质点模型，一个为匀速圆周运动模型，通过平行四边形规则，即可解出该题目的答案.此外，该题目解题时还可以利用人船模型，星体A、星体B、星体C相对静止在空中，所受合力为零，当三者围绕O点做圆周运动时，系统动量守恒，根据此原理，即可将星体A运动时所受合力大小解出.

结论物理解题中应用物理模型后，原本复杂的物理问题可被简化，降低问题求解的难度，物理教学过程中，教师应注重引导学生学会建立模型，并掌握运用技巧，提高物理学习效果.

[1]于胜寒.函数图像的“切线斜率”的理解及在高中物理解题中的应用[J].中国新通信,2016(23):134.

[2]肖锦瑜.浅析微元法在高中物理解题中的应用[J].教育观察(下半月),2016(11):92-94.

[3]安宁.高中物理图象法解题的应用探讨[J].学周刊,2013(16):153.

[责任编辑：闫久毅]

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1008-0333(2017)25-0081-02

2017-07-01

殷玉，30岁,从事高中物理教育教学.