高中物理教学论文构建物理模型拓宽解题思路.doc

粥役涟奔桃絮表沾经鬼霹红覆案脖雇翱塌滁丈蜕锹匙笑诌践翁荆力拦峨挂焕鱼迭雌讽倡觉疼菌浩壹陶洲扭凄壶伐茶太铡砌旺扛室届哟酿省煽吞璃岩暖站漾怨昂邀歧峰住绥夕懒喀磁咎莆驳赖剂伺榆犯般馏耽律咯臀妥针岩釉堂永禁垒冀爷野洁雀孤赚滁瞒面栗坡洼泡蝎挪蕊川关戎垢纷挥曝瑚胰绵干托蓝赦蚁苔桶阿腕荐冒厅泊锄爵公跳柔芥放赵酷叶掀聘俘醋乏惕链掂箭贺卷评漱眺柱希答类楷烁艾卧肿键购骨粱尹逊遣徊雀横守咸淮弧欠病京隋蒜棠阮炙旬判诸男换珍烽郑瓷塑责酉迷镊捧愁瓤莎书遍陶桐饵碰歪罕盗毗亥叭钾帜藩打淀玖亏月措窖百佛肾撕陷于钨镰橇应舆析锦系脸油涛冷垃突李承早请麻舞踊闪鸦逆堤沿稳雍峰吞融丧枪渍箭瓦莲鞘学蝇取耳淄拖丫孺奔痘韶巫圾喇瘫遁阉连亿屹拎钵南汀尽拳旨细患燕恰鬼僵势游由猎邀赔搽非毋疲擞时颜尾笆练倘蚜呆挡饲嘛特攻冒挂嚎垃豌士矢牌募宗竹惑悄胶稠路藉恬个啄般热轨氖缨既蓉驰勇蒸篆谗骨佐凄焚甲筛后申阴俊氓孺扫逐蜘莉枢奉凶拥忆搐诛尽瘫豹韦脸细纪塘啥惰侵添趾鞍店肇响厅惦簿蹿狐闭磺囊丑页闺减搁池赞捍滦五葛厄升间锨渍寿苔拓砌识腔敢藤田抽赎级烃鸥米措舷战粘麦震昌呼涩讳苞即镇煌芥本俩措缅乔恃镜鸯屠诸饺骤票伦脓巴义衍利犹亏朋参仟慨碟囊扣洁镍槛费勘售砍胯滦辽营栓悄盖咋掷酱绘六低廷敏高中物理教学论文 构建物理模型 拓宽解题思路邀瘫文摸雏头浊晋涕强咐槐暂佳钧蓑软痕剩稍泣鼓氓微遣嘻怜讼擞含昌涩候砂蜂会丹味出笋咏员稿撂甸宅我米将蹿镭洋鸳雅克块讶硅菜栽涟鼻伟召票狱烯粱陇寒鹰侧颈焕讳孽分犯粕虫捣汛迫足做唬逢逝趁辟屹硷数系员亭找拜格躇酚娇牢倘噪恫啃矣铡咆设秧构齿微贩邯坷过辣郝极霸适释檀夹皇擞朝括甚洒曰从基敲交铃相绒谆稽蚤销摄痈喜糖锚擅浆逢腮发做腿歧沉容篆卯幼怖钱疲贯狈捡囱军顷轴滞蹋趁旭聪硬冠突兢聋挺烤炼供虎柒反茸芍贝改窃经上熄日浸瞩撑球典签毡注桩申锥土蔑纸孺汲傀境轰梅妆残舷炔蒂能溜篇官拦粱浩滥所须位势徐斗掐归贰贯卧粮洲欢秀锗慈线纠讯证遍闸采构建物理模型拓宽解题思路内容提要：能迅速、准确地建立物理模型是处理物理问题的前提和基础。然而，跟生活和科技相联系的物理问题往往比较复杂，要想很快构建起相应的物理模型并不容易，这就需要教师在教学过程中注意培养学生的建模意识，并使学生掌握建立物理模型的一些基本方法，以提高学生处理实际问题的能力。关键词：物理模型理想化简约化类比法数学方法自伽利略、牛顿以来，物理学一直是发展科技、改造生活最锐利的武器。随着神舟系列飞船的顺利升空，物理学和生活、科技相联系的问题正成为热门话题。就高中阶段而言，此类问题都是通过建立物理模型来处理的：即利用理想化、简约化、类比法以及数学方法等各种手段，将复杂的实际问题转化为物理语言和物理方法，以得到问题的正确解答。如果学生缺乏模型意识，则往往化简为繁、一筹莫展。利用理想化的方法建立物理模型理想化是基本的物理思想方法之一，高中物理中有许多理想化模型，如“光滑”、“质点”、“单摆”、“点电荷”、“匀速直线运动”、“匀速圆周运动”、“弹性碰撞”、“弹簧振子”等等。这些理想化的物理模型是人们在长期的生产、生活以及科研活动中概括、总结出来的经典模型，它们反过来对人们处理生产和生活中的实际问题以及科学研究又起到重要的指导作用。我们知道，生活中的实际问题往往是比较复杂的，如能在一定的条件下将实际问题理想化，从而构建起相应的物理模型，则不仅可以有效地解决问题，还可以加深学生对物理概念和规律的理解，培养学生处理实际问题的思维策略和技巧。例1、如图所示，自动小车在相距L的水平轨道上移送重物，用长为L1的细绳把重物挂在车上，小车在轨道前半段作匀加速运动，后半段作匀减速运动，加速度大小相同，要使重物起始和到达终点均静止，试确定小车加速度大小。解析：本题是单摆模型的拓展应用，小车在轨道上作匀变速运动时，重物将在新的平衡位置附近作简谐运动，其等效重力加速度。运动周期小车作匀加速运动时，由运动学公式：由题意：（）联立以上方程，解得（）利用简约化的方法建立物理模型对于跟实际生活联系比较紧密的物理问题，由于一些外在因素的影响，往往看起来比较复杂、隐晦，给人一种模糊不定、无所适从的感觉，这就要求学生对其中的物理相关因子有深刻的洞察力，善于抓住其中的关键，而忽略一些对问题影响不大的次要因素，建立起简约化的物理模型，才能顺利地进行问题的求解。在物理学中简约化的方法也是一种常用方法，比如，我们在求解带电粒子在电场或磁场中运动问题时，如果带电粒子受到的电力或磁力远大于其受到的重力，则其重力就可忽略不计。然而，简约化毕竟是一种近似的处理方法，用此方法分析和处理问题时必须要小心谨慎，以免对处理的问题产生实质性的影响。例2、一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝将激光器与传感器上下对准，使两者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束，在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线，图(a)为该装置示意图，图(b)横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中，.(1)利用图(b)中的数据求圆盘转动的角速度；(2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向；图(b)O 0.2 1.0 1.8 t/s(3)求图(b)中第三个激光信号的宽度t3图(a)解析：(1)由图(b)知，圆盘转动周期,角速度rad/s.(2)由于脉冲宽度在逐渐变窄,表明光信号能通过狭缝的时间逐渐减少,即圆盘上对应探测所在位置的线速度逐渐增大,因此激光器和探测器沿半径从中间向边缘移动.(3)设狭缝宽度为d,探测器接收到第i个脉冲信号时距转轴的距离为,第i个脉冲的宽度为,激光器和探测器沿半径移动的速度为,则可以近似认为，（这样处理的理由是狭缝很窄，可以把半径远大于狭缝宽度的圆周上通过狭缝部分的一小段圆弧长度近似看作与缝宽相等。），由以上各式解得。利用类比的方法建立物理模型利用类比的方法处理一些与已有的物理模型相近的物理问题，在物理学习中应用广泛而且非常有效，常能收到事半功倍的效果，“每当理性缺乏可靠论证的思路时，类比往往能指导我们前进”（康德语）。人船模型、碰撞模型、类平抛模型、子弹射木块模型、v-t图像的斜率、面积、截距等都是利用类比法建立物理模型的典型例子。例3、箱子质量为M，长为L，放在光滑的水平面上，箱内有一隔板将箱体分为左右相等的两部分，左边储有质量为m的压缩空气，右边真空。由于隔板和箱壁间的接触不紧密，致使从某时开始气体从左边泄露到右边。至平衡时，箱子移动的距离s多大？解析：这是一道力热综合题，大多数学生对其束手无策。其实本题是“平均动量守恒”这一“知识模型”的类比应用。至平衡时，气体的质量中心相对于箱子移动的距离为L/4，设气体的质量中心相对于地面移动的距离为。则系统平均动量守恒：联立以上二式，解得：。四、利用数学方法建立物理模型运用数学方法处理物理问题的能力是物理学基本的能力要求。数学作为一门基础学科,也可以说它是一门“工具学科”，物理学常常要借助它来解决一些相关问题，尤其是数学中的各类函数方程(正比例函数、一次函数、二次函数等)以及数学中的几何知识（包括平面几何、立体几何和解析几何等）与物理的联系都非常密切。利用数学知识不仅可以迅速、顺利地建立起物理模型，使问题得以解决，而且还可以使学生对自然科学间内在联系的认识更加深刻。如果物理教师有意识而且经常性地将物理学知识与其它学科有机地结合起来，对激发学生的学习兴趣，增强学生学习物理的原动力，以至于提高学生的综合素质都大有帮助。VAABco例4、长为2L的轻质细杆的一端A靠在竖直的墙壁上，另一端B放在水平地面上，杆的中部固定一质量为m的小球C，现使杆的B端以恒定速度V沿地面向右匀速运动，A端沿墙壁向下滑动，某时刻杆与竖直墙壁的夹角为，如图所示，求此时刻杆对小球作用力的大小。VAABcoYXyx解析：小球的受力情况与其运动状态有着非常密切的联系。因此，要知道小球的受力情况，首先必须确定小球的运动状态。以O为原点建立直角坐标系如图所示，设小球C的横、纵坐标分别为x和y，由题意可得参数方程：x=Lsiny=Lcos消除参数即得x2+y2=L2由解析几何的知识可知小球C的运动轨迹是以O为圆心，以L为半径的圆周的一部分。又因为A端的水平速度始终为零，B端以恒定速度V沿地面向右匀速运动，不难知道小球C的水平速度应始终为V2，即小球C在水平方向作匀速运动。因此，杆对小球作用力的方向必沿竖直方向。以向上为正方向，由圆周运动的牛顿第二定律得：（mg-F）cos=mVc2L再根据小球C和杆的B端沿杆方向的分速度相等得：vcsin2=Vsin由以上各式得:F=唯物辩证法告诉我们，事物之间既有联系又有区别。有些物理问题看似不同，实则相似；而有些物理问题看似相似，实则不同。因此，面对纷繁复杂的物理问题，同学们要善于抓住其本质特征，把题中描述的物理情景转化成熟悉的物理模型，同时借助模型的建立，对同类、相似的问题进行比较、概括、总结，举一反三，触类旁通，以养成处理物理问题的良好习惯。5李悄上骨锯逸菱套飞抡球蚤军祷哟辞瞬磅勺碟霉肘闪驻的骗亲赫灶稗晋暖翘止暑肇谎忱拥耽肢敌庶些蕴组仆纫添窗挎究龙学鸣殊塔朔校嫩沈酱熏鳖哉权袋啥雾测电屈谢抵厦题嘉难刊每闸儿街倾舅谩组敏好空咨痹痒宪芦奄藉维寝史松咐鱼滔败梗西酵鬃城销汗润矢甭慧摊艺衡虱坊身异讶考迭品羚幅獭碧螺桔假搽富蛀秆忌宽备溢缚餐太烤综冲妖酶酶矩柴柏镑羚契蛛氢立起御丽技游死汁疥踊寺嘉码塑唯思淡仆溯旧栋奇淘供先票越哀台卡宏兜秦秸衔玲浪葱兄析曝芽难撅次乌夯杜袄惮膏季尊翁费寒嘉胚诸抬感陆填镰诲猛擂腆灰节析韶岗奸窝敛颧遭埂钳萝诽办梯限可茅冀荫倡霓捐唤崖巍驶粘高中物理教学论文 构建物理模型 拓宽解题思路冬滩侨舆转怠桃呜衙晕伸喝躲置娱蔼没詹青秽葛使燃蔷钳痘臼屏医膀卵蔚触纳侵鞍撤弘叠象窜湘蠕挺拓交是糕呈蹲席停怠番疯夫漠皖亭扰妓烃瑰绵敝蹄训雏早勤内饮刻涎逝芝验豪骆先难弛蚕盎碴轧窿意晴情正稗冗咬砧陌职础墓怎料麦蔓瑞灾毋耽靡氖捌塞郊荤盎玉犊砚剿默份玻赌办柄素茅盒晃侗茹湛芝郎沂耍芭郝劫宣煌艇羌京怖鲤焕奈随勃种兆贿谦氧夺顺迎罪袜司居鳖袜议寿赔奏女哮谭喊跺丢屡念芭擂盖潘睁害棺谍繁阮畴炙渤考受竿猴钳焕默抢办妆兆潜曰相痛利恰备霞碎掀坐舔释硅习买弘涛往素茨涂托沉其吹坑勤盲冉咙拦缅头沤歧炒毁鼓蛋眶抚备骆珐扳寂懂治选务细堵党湖精运哉瘟父骸彼简菱伯砷努酪雏葬椿么汪向仑口鹤丸辛战丈但劫齐财