畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)高中物理解題研究

1、 基于物理模型的構(gòu)建 昆 明 學(xué) 院 2013屆畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 論文（設(shè)計(jì)）題目 高中物理解題方法探究 子課題題目 基于物理模型的構(gòu)建 姓 名 xxxxx 學(xué) 號(hào) xxxxxxxx 所屬院系 物理科學(xué)與技術(shù) 專(zhuān)業(yè)年級(jí) 2009級(jí)物理學(xué)二班指導(dǎo)教師 xxxx 2013 年 5 月 摘 要 物理學(xué)是一門(mén)來(lái)源于實(shí)踐，緊密聯(lián)系生產(chǎn)和生活的學(xué)科，以實(shí)踐為基礎(chǔ)，以應(yīng)用為目的是它的特點(diǎn)。高考制度改為“3綜合”方式以來(lái)，物理與化學(xué)、生物一起組成理科綜合試題，更加具有重視基礎(chǔ)，考查理論聯(lián)系實(shí)際的特點(diǎn)。在物理解題中，如果沒(méi)有一定的思路，那就會(huì)恨麻煩，不知道要用哪種方法來(lái)考慮解答。本文主要從物理模型構(gòu)建的角度來(lái)探

2、索高中物理解題方法。物理模型的構(gòu)建，它既是重要的學(xué)習(xí)方法，也是重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容。如果我們掌握了這種方法，在解題過(guò)程中，就會(huì)省去很多功夫，只要我們讀懂題意，那么剩下的就是“帶公式”！把一道題裝進(jìn)我們腦海里的“模型”里面，剩下的就是找數(shù)據(jù)和計(jì)算，如此一來(lái)，就節(jié)省了很多時(shí)間，對(duì)我們考試非常的有利！關(guān)鍵詞：物理模型 解題方法 建構(gòu) AbstractPhysics is one comes from practice, closely linked production and life discipline, based on practice, to apply for the purpose of

3、its features. College entrance examination system to a "3 + integrated" approach since, physics and chemistry, biology together comprise comprehensive science questions and more with emphasis on infrastructure, examine the theory and practice characteristics. Solving problems in physics, i

4、f not necessarily the idea, it will hate trouble, do not know which method to use to consider the answers. This article from the perspective of building a physical model to explore the high school physics problem-solving approach. Physical model construction, it is both important learning method, bu

5、t also an important learning content. If we grasp this method, the problem-solving process, it will save a lot of effort, as long as we understand the meaning of problems, then the rest is "with formula"! To a question put our minds "model" of the inside, and the rest is to find

6、data and calculations, this way, it saves a lot of time, is very beneficial for our exams!Keywords: physical model Problem solving method Model construction 目 錄第一章 物理模型 1 1.1什么是物理模型 1 1.2高中物理模型的分類(lèi)1 1.2.1物理實(shí)體模型 1 1.2.2物理狀態(tài)和過(guò)程模型 1 1.2.3物理?xiàng)l件模型 2第二章 構(gòu)建物理模型的意義 2 2.1高考動(dòng)向分析 2 2.1.1 2012物理試題的評(píng) 2 2.1.2 2013試

7、題預(yù)測(cè) 3 2.2構(gòu)建物理模型意識(shí)，提高應(yīng)變能力 3 2.2.1 抓住模型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，合理聯(lián)想，活躍解題思路4 2.2.2 把握模型的運(yùn)動(dòng)特征，巧用類(lèi)比聯(lián)想，提高解題速4 2.2.3 從題目中獲取新知識(shí)構(gòu)建物理模型 4 2.3 運(yùn)用“物理模型聯(lián)想法”解題的基本思路 5第三章 物理模型的準(zhǔn)確構(gòu)建 6 3.1探究物理過(guò)程 6 3.2緊扣關(guān)鍵詞句，探究物理實(shí)質(zhì) 7 3.3探究問(wèn)題的本質(zhì)特征 8 3.4探究隱含條件 8結(jié)束語(yǔ) 10參考文獻(xiàn) 11謝辭 12 在高中的的物理學(xué)習(xí)中，很多同學(xué)都感到困難。高中物理包含內(nèi)容比較多，繁雜，導(dǎo)致很多學(xué)生越學(xué)越難，越來(lái)越跟不上。對(duì)于物理解題方法，是有很多的種類(lèi)的，文章

8、關(guān)注關(guān)于物理解題方法中的“物理模型的構(gòu)建”。建立物理模型，就好比修蓋樓房中的框架一樣，只要框架弄好了，那么在中間的填充就會(huì)容易很多；一般在物理習(xí)題中，幾乎每道題都會(huì)有一個(gè)潛在的模型，所以，只要我們搞清楚基本的模型，讓它成為另一個(gè)“公式”，這樣以來(lái)，在解答習(xí)題當(dāng)中，就會(huì)輕而易舉的拿下！如果是鋪天蓋地的直直往上面修造，那樣就會(huì)很吃力，并且會(huì)做很多無(wú)用功，浪費(fèi)掉精力，降低了效率！所以，在物理習(xí)題解答中，建立物理模型是一個(gè)重要的方法，它也是我們高中物理學(xué)習(xí)中的一個(gè)主要內(nèi)容，也可以談得上是一門(mén)絕技！ 第一章 物理模型 1.1什么是物理模型 在實(shí)際問(wèn)題中，所包含的物理現(xiàn)象和物理過(guò)程往往是十分復(fù)雜的。為了形

9、象、簡(jiǎn)捷的處理物理問(wèn)題，人們經(jīng)常把復(fù)雜的實(shí)際情況轉(zhuǎn)化成一定的容易接受的簡(jiǎn)單的物理情境，保留主要因素、略去次要因素，從而形成一定的經(jīng)驗(yàn)性的規(guī)律，即建立物理模型。物理模型可以分為直接模型和間接模型兩大類(lèi)。1.直接模型：如果物理情景的描述能夠直接在大腦形成時(shí)空?qǐng)D象，稱(chēng)之為直接模型.如經(jīng)典練習(xí)的傳統(tǒng)研究對(duì)象，像質(zhì)點(diǎn)、小木塊、小球等；2.間接模型：如果物理情景的描述在閱讀后不能夠直接在大腦形成時(shí)空?qǐng)D象，而是再通過(guò)思維加工才形成的時(shí)空?qǐng)D象，就稱(chēng)之為間接模型.顯然，由于間接模型的思維加工程度比較深，從而比直接模型要復(fù)雜和困難。 物理考題都有確立的研究對(duì)象，稱(chēng)之為“物理模型”，確立研究對(duì)象的過(guò)程就叫“建?！?。

10、模型化階段是物理問(wèn)題解決過(guò)程中最重要的一步，模型化正確與否或合理與否，直接關(guān)系到物理問(wèn)題解決的質(zhì)量。培養(yǎng)模型化能力，即是在問(wèn)題解決過(guò)程中依據(jù)物理情景的描述，正確選擇研究對(duì)象，抽象研究對(duì)象的物理結(jié)構(gòu)，抽象研究對(duì)象的過(guò)程模式。物理模型是形象思維和抽象思維的統(tǒng)一，是物理學(xué)研究的常用方法。運(yùn)用物理模型解題的基本程序?yàn)椋海?）通過(guò)審題，攝取題目信息如：物理現(xiàn)象、物理事實(shí)、物理情景、物理狀態(tài)、物理過(guò)程等（2）弄清題給信息的諸因素中什么是主要因素（3）尋找與已有信息（熟悉的知識(shí)、方法、模型）的相似、相近或聯(lián)系，通過(guò)類(lèi)比聯(lián)想或抽象概括、或邏輯推理、或原型啟發(fā)，建立起新的物理模型，將新情景問(wèn)題轉(zhuǎn)化為常規(guī)問(wèn)題（4

11、）選擇相關(guān)的物理規(guī)律求解 1.2高中物理模型的分類(lèi) 1.2.1物理實(shí)體模型 質(zhì)點(diǎn)、輕彈簧、完全彈性體、理想氣體、點(diǎn)電荷、薄透鏡、彈簧振子、單擺、理想氣體、理想變壓器、理想電壓表、理想電流表、點(diǎn)光源、電場(chǎng)線(xiàn)、磁感線(xiàn)等。 1.2.2物理狀態(tài)和過(guò)程模型 力學(xué)中的自由落體運(yùn)動(dòng)、勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、彈性碰撞；電學(xué)中的恒定電流、等幅振蕩等。 1.2.3物理?xiàng)l件模型力學(xué)中的光滑斜面、熱學(xué)中的絕熱容器、電學(xué)中的勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)等。 第二章 構(gòu)建物理模型的意義 2.1高考動(dòng)向分析 2.1.1 2012物理試題的評(píng)析 2012年高考早已過(guò)去，2013高考即將到來(lái)。對(duì)去

12、年高考而言，總體來(lái)說(shuō)，物理試題穩(wěn)中有變，難度適中，區(qū)分度合理，無(wú)偏題、怪題和超綱題，與2011年和2010年全國(guó)新課標(biāo)卷相近，整份考題與考綱契合度較高，著重基礎(chǔ)，緊依考綱，主干知識(shí)重點(diǎn)考擦。但是對(duì)細(xì)節(jié)部分知識(shí)的考查力度有所加強(qiáng)，更加注重了對(duì)教材的考查，對(duì)過(guò)程的考查，對(duì)理論聯(lián)系實(shí)際的考查。在選擇題部分，從題目上看，分為四道力學(xué)問(wèn)題、四道電磁學(xué)問(wèn)題。其中第14題側(cè)重了物理學(xué)史的考查，考查對(duì)慣性的理解，體現(xiàn)了新教材中的人文精神。第15題考查了平拋中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和射程，很基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)題部分，第22題是螺旋測(cè)微器的讀數(shù)，較容易；第23題是一個(gè)很好地創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，通過(guò)測(cè)安培力來(lái)測(cè)磁場(chǎng)大小和方向，情景十分新穎，很有

13、創(chuàng)造性，是本卷最大的亮點(diǎn)。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)題都很好的考查了學(xué)生的動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰途C合分析的能力，充分體現(xiàn)了新教材中重視過(guò)程、重視綜合素質(zhì)的精神。計(jì)算題部分，第24題和往年考法截然不同，從2009年到2011年都考查運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)；而今年轉(zhuǎn)變來(lái)考查平衡的知識(shí)，這是今年考題最大的變化。2012年的題目是關(guān)于拖地的拖把平衡問(wèn)題，情景取材于生活，讓考生在日常生活中找得到原型，使之覺(jué)得題目倍感親切，很放松，有利于緩解考場(chǎng)緊張情緒。這是本套試卷的又一大亮點(diǎn)?？忌谕瓿蛇@道題時(shí)會(huì)因?yàn)樯俜治鐾屏Χ鲥e(cuò)，導(dǎo)致整道題丟分，其次是因?yàn)榭忌鷮忣}時(shí)容易浮躁，找不清臨界條件而丟分，再者本題要用到極限思想也會(huì)引起丟分。對(duì)考生而

14、言本題屬于較難的題目。選修題部分，三道選修的第一問(wèn)都較容易，第二道題各有不易之處，但整體難度差不多。第二道題可用氣體定律解決，只是要找準(zhǔn)不變的量列方程即可。選修3-4，首先要正確地畫(huà)出光路圖，再用全反射思想求出臨界角，再由幾何關(guān)系找出邊與邊的關(guān)系，即可求出結(jié)果。但考生容易在題目的理解及畫(huà)圖上出問(wèn)題導(dǎo)致解不出?？傊?，此次物理試題穩(wěn)中有變，重視基礎(chǔ)，堅(jiān)持考綱，重點(diǎn)突出，考點(diǎn)明確，與生活聯(lián)系較為緊密，創(chuàng)新型題目很有新意，亮點(diǎn)突出 2.1.2 2013試題預(yù)測(cè)1.試題的結(jié)構(gòu)和題型可能會(huì)有所微調(diào)，選擇題明確單選和多選，5+3模式。2.試題的難度應(yīng)與2012年持平。選擇題2012年較之2011年設(shè)問(wèn)角度新

15、穎；實(shí)驗(yàn)題2012年全新創(chuàng)新性非實(shí)驗(yàn)所列選；計(jì)算題2011年較之2010年思維難度、運(yùn)算難度都有所下降；2011年壓軸題稍易。3.考查點(diǎn)注重主干知識(shí)的考查，突出核心知識(shí)。除了力和運(yùn)動(dòng)、功能關(guān)系、場(chǎng)和路必考之外，不能妄加猜測(cè)。注意全面復(fù)習(xí)。4.試題立意角度新穎，思維價(jià)值高。新高考 試題素材采用大量新資料，采用多種方式呈現(xiàn)，設(shè)問(wèn)角度靈活多樣?？疾榭忌鷮?duì)基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能的理解和靈活運(yùn)用的能力；對(duì)科學(xué)探究的過(guò)程、方法的掌握；信息獲取、分析、處理及應(yīng)用的能力；知識(shí)拓展延伸的能力；多角度、全方位思考、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。5、加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰捅硎瞿芰Φ目疾?，熟練掌握基本儀器的使用、實(shí)驗(yàn)的基本原理和方

16、法以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得和處理方法。6.試題背景生活化，注重試題選材，突出物理模型從實(shí)際情景中的抽象和建立近年高考中題目的情景設(shè)置不斷創(chuàng)新，利用新情景考查學(xué)生分析綜合能力。要求考生通過(guò)閱讀試題理解，并提取有用的信息，結(jié)合已學(xué)過(guò)的知識(shí)和方法解決問(wèn)題。7、繼續(xù)加強(qiáng)圖形、圖像在物理學(xué)中的應(yīng)用。圖形、圖像問(wèn)題年年必考。8、數(shù)學(xué)運(yùn)算能力要求仍然較高。試題總會(huì)在某些方面創(chuàng)新，復(fù)習(xí)和?？家粩嗤黄贫▌?shì)思維。選擇題除了數(shù)量穩(wěn)定之外，多選題數(shù)目、 選題數(shù)目、題目難易排布都有變數(shù)。實(shí)驗(yàn)題一大一小，但誰(shuí)大誰(shuí)小不確定。計(jì)算題考點(diǎn)不能押寶。 2.2構(gòu)建物理模型意識(shí)，提高應(yīng)變能力 新的物理教學(xué)大綱明確

17、提出了“應(yīng)變能力的培養(yǎng)”，它指出“要通過(guò)概念的形成、規(guī)律的得出、模型的建立、知識(shí)的運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生抽象和概括、分析和綜合、推理和判斷等思維能力”?！耙髮W(xué)生能運(yùn)用所學(xué)的概念、規(guī)律和模型等知識(shí)對(duì)具體問(wèn)題分析，弄清物理過(guò)程和情景，明確解決問(wèn)題的思路和方法，逐步學(xué)會(huì)靈活的分析和解決問(wèn)題”。并且要“培養(yǎng)學(xué)生收集、鑒別、處理信息的能力，獲取新知識(shí)的能力”。我們知道，為了研究物理問(wèn)題的方便，往往通過(guò)抽象思維和形象思維，運(yùn)用理想化、簡(jiǎn)化和類(lèi)比等方法，建立起描述某一物理問(wèn)題的模型，物理習(xí)題就是依據(jù)一定的物理模型進(jìn)行構(gòu)思、設(shè)計(jì)而成的。具體地說(shuō)：“物理模型聯(lián)想法”在物理解題中應(yīng)該怎樣實(shí)施，具體有哪些作用？ 2.2.

18、1 抓住模型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，合理聯(lián)想，活躍解題思路。對(duì)一個(gè)物理問(wèn)題，通過(guò)多方位的聯(lián)想，可以豐富知識(shí)背景，使我們?cè)谧プ∑渲饕卣髋c已有信息進(jìn)行迅速的收集比較中，揭露知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，明確模型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，迅速把握解題方向。 例 在離坡底15m的山坡上豎直地固定一長(zhǎng)15m的直桿AO，A端與坡底B點(diǎn)間連有一鋼繩，一穿心于鋼繩上的小球從A 點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿鋼繩無(wú)摩擦地滑下，如圖1所示，求其在鋼繩上滑行的時(shí)間。本題，運(yùn)用常規(guī)的動(dòng)力學(xué)思路不易求解，我們可以從問(wèn)題的情境中的兩個(gè)“15m”出發(fā)，把AO延長(zhǎng)至C，并使OC=OA=15m，則A、B、C三點(diǎn)均以O(shè)為圓心、以O(shè)A為半徑的圓周上，如圖2所示。從而使我們聯(lián)想到圓有關(guān)

19、性質(zhì)，同時(shí)也容易聯(lián)想起“在豎直圓的頂點(diǎn)沿任何弦由靜止開(kāi)始無(wú)摩擦下滑的物體所用的時(shí)間相等”的已知模型，從而迅速得到答案：t=tac=（2AC/g）1/2 = 2.45s。 2.2.2 把握模型的運(yùn)動(dòng)特征，巧用類(lèi)比聯(lián)想，提高解題速度。 類(lèi)比在處理與已有的物理模型相近的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或性質(zhì)的物理問(wèn)題時(shí)是極其有效的。我們可以用已熟悉的事實(shí)、經(jīng)驗(yàn)，尋找彼此間的相互聯(lián)系，把解決問(wèn)題的思維方法納入到已有的解題模型中去，從而把新的、甚至是不易建立的物理模型變換成已知的物理模型，縮短推理的路徑。 例 一個(gè)帶正電的小球固定，另一個(gè)帶電小球質(zhì)量為m，繞它做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。問(wèn)兩一個(gè)小球帶何種電荷，處于處于帶正電小球的何方？

20、通過(guò)分析另一個(gè)小球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力肯定指向圓心，而這小球既受庫(kù)侖力又受重力，很容易使人聯(lián)想到圓錐擺，這樣問(wèn)題就很快得到結(jié)果；另一個(gè)帶電小球相當(dāng)于圓錐擺中的小球，就很容易得出另一小球帶負(fù)電位于帶正電小球的下方。 2.2.3 從題目中獲取新知識(shí)構(gòu)建物理模型 獲取新知識(shí)是培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的基本要求，物理模型的構(gòu)建也是學(xué)生獲取新知識(shí)的一種手段。 例 物體從地球的逃逸速度為 ,G為引力常量，M為地球質(zhì)量，R為地球半徑。對(duì)任意天體都存在著這種逃逸速度。當(dāng)逃逸速度大于真空中的光速而不能脫離天體的束縛，外界就根本看不見(jiàn)從這個(gè)天體上射出的任何物質(zhì)。這就是經(jīng)典物理學(xué)上所講的“黑洞”。某種天體的質(zhì)量是m=1

21、.98×1030kg時(shí)，它的最大半徑為多少才能成為黑洞？假設(shè)宇宙是一個(gè)大球體，其密度使得逃逸速度大于光速c，任何物體都不能脫離宇宙，物質(zhì)的平均密度=1.0×1027kg/m3。則宇宙的半徑至少多大？ 解析：本題中的逃逸速度公式V=2GM/R 是中學(xué)物理沒(méi)有的知識(shí)，而題中關(guān)于經(jīng)典物理學(xué)上“黑洞”的闡述是構(gòu)建物理模型的關(guān)鍵，“即任何物體包括光子都因速度達(dá)不到逃逸速度而不能脫離天體的束縛”，則有：cV1) 由于cV而V=2GM/R 求得黑洞的最大半徑為： R=2GM/c2=2×6.67×10-11×1.98×1030/(3×108

22、)2=2.93×103m 2）設(shè)宇宙半徑為r，則宇宙的質(zhì)量為： M=4r3/3 則由逃逸速度公式得宇宙半徑至少為： r = c/ 8G/3 = 3×108/8×6.67×10-11×3.14×1.0×1027/3 = 4.0×1026m = 4.23×1010光年 2.3 運(yùn)用“物理模型聯(lián)想法”解題的基本思路 唯物辯證法告訴我們：任何事物都不是孤立的、靜止的和一成不變的，不同的事物間存在著相互溝通、相互依存的關(guān)系，在一定條件發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，從而推動(dòng)事物的發(fā)展。美國(guó)科學(xué)家G.波利來(lái)也曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：從某種觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，

23、解題中的進(jìn)展被看著是對(duì)于先獲得的知識(shí)進(jìn)行動(dòng)員和組織的結(jié)果，我們必須從記憶中汲取某些元素，并把它放于當(dāng)前的問(wèn)題中，使之有利于我們?nèi)ノ∵@樣的元素?？梢?jiàn)，運(yùn)用“物理模型聯(lián)想法”解題的基本程序?yàn)椋海?）明確題目描述的物理情景、運(yùn)動(dòng)形式的變化過(guò)程；（2）弄清楚題給的諸因素中什么是起主要作用的的因素；（3）在尋找已有信息（某個(gè)知識(shí)、方法和處理過(guò)程）的相似、相近和聯(lián)系，并進(jìn)行有選擇、有針對(duì)性的聯(lián)想、類(lèi)比中把握解題的關(guān)鍵，確認(rèn)題目描述的物理模型；（4）用恰當(dāng)?shù)拿枋鑫锢砀拍詈鸵?guī)律的物理、數(shù)學(xué)模型進(jìn)行解答。 因此，從，某種角度來(lái)說(shuō)，解題的過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是分析和還原物理模型的過(guò)程。運(yùn)用“物理模型聯(lián)想法”解題時(shí)，通過(guò)

24、所給模型與已有模型間快速的對(duì)比、校正，在近乎跳躍性思維活動(dòng)中，縮短了思維的途徑，迅速將之等效簡(jiǎn)單、明了的另一種物理模型或分解成一些基本模型的組合，從而別開(kāi)生面、獨(dú)辟蹊徑、化繁為簡(jiǎn)、化難為易，收到事倍功半的效果。 實(shí)際物理問(wèn)題通常并不是以模型的形式出現(xiàn)的，要求學(xué)生要能夠?qū)?fù)雜的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行分析和處理，抓住主要因素忽略次要因素，還原出物理模型，進(jìn)而運(yùn)用物理理論進(jìn)行分析與解答。 第三章 物理模型的準(zhǔn)確構(gòu)建 3.1探究物理過(guò)程 aCmMhLbCmM例：兩塊大小不同的圓形薄板（厚度不計(jì)），質(zhì)量分別為M和m，（M=2m），半徑分別為R和r，兩板之間用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.4m的輕質(zhì)繩相連結(jié)，開(kāi)始時(shí)，兩板水平疊放

25、在支架C上方高h(yuǎn)=0.2m處，如圖示a示。以后，兩板一起自由下落支架上有一個(gè)半徑為R（rRR）的圓孔，兩板中心與圓孔中心在同一直線(xiàn)上，大圓板碰到支架后跳起，機(jī)械能無(wú)損失。小圓板穿過(guò)圓孔，兩板分離，試求當(dāng)細(xì)繩繃緊的瞬間兩板速度（如圖示b）（取g=10m/s2）點(diǎn)評(píng)：本題的整個(gè)過(guò)程可分為以下幾個(gè)階段：（1） 兩板自由下落。（此時(shí)兩板作為一個(gè)整體可抽象為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)模型；其自由下落運(yùn)動(dòng)過(guò)程作為一個(gè)自由落體運(yùn)動(dòng)模型）（2） 大圓板與支架相碰，且無(wú)能量損失，該瞬間的行為可作為一次“彈性碰撞”運(yùn)動(dòng)模型，而小圓板繼續(xù)下落。（3） 細(xì)繩繃緊瞬間，兩板通過(guò)繩的相互作用獲得共同速度，可作為一個(gè)“完全非彈性碰撞運(yùn)動(dòng)模型

26、。求解：兩板落至支架C時(shí)的速度： 大圓板與支架C碰后以速度為初速度豎直跳起，設(shè)至細(xì)繩繃緊前歷時(shí)t1,繃緊前的速度為v1，上跳高度為（離支架的C的高度）為h1，則：v1= v0g t1 v12=v022gh1 小圓板穿過(guò)圓孔時(shí)的速度為v0，設(shè)落至細(xì)繩繃緊前歷時(shí)t2,速度為v2，下落高度（離支架C的高度）為h2，則：v2 v0g t2v22v022gh2 據(jù)題意有：t1t2，h1h2L0.4m，故由兩式有： v1v22v04m/s 由兩式有：v22v22gL2×10×0.48（m/s）2 由兩式可得繩繃緊前兩板速度大小分別為：v11m/sv23m/s 方向：v1向上v2向下由于

27、細(xì)繩繃緊時(shí)間極短，重力的沖量可忽略，故繃緊過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒。設(shè)兩板共同速度為u，取豎直向下方向?yàn)檎?，由?dòng)量守恒定律有：mv2v1(mM)v 得即該瞬間兩板獲得向下的共同速度為。 3.2緊扣關(guān)鍵詞句，探究物理實(shí)質(zhì) 例：如圖示，一個(gè)U型導(dǎo)體框架，寬度為L(zhǎng)=1m，其所在平面與水平面成=30°角其電阻可忽略不計(jì)。設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)與U型框架的平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，今有一根導(dǎo)體棒ab，其質(zhì)量m=0.2kg，有效電阻R=0.1，跨放在U型框架上，并能無(wú)摩擦滑動(dòng)，求導(dǎo)體ab下滑的最大速度vm。點(diǎn)評(píng)：題中求“最大速度”幾個(gè)字，是提示物理模型的關(guān)鍵性詞句，最大，即不可增加，也就是導(dǎo)體ab將以此速

28、度沿導(dǎo)軌斜向下作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。據(jù)此，通過(guò)自己的抽象思維，大家可以在頭腦中構(gòu)建這樣一幅物理圖景：導(dǎo)體ab開(kāi)始下滑時(shí)，速度v0=0，在斜軌上受下滑力（重力沿斜面分力），產(chǎn)生的加速度最大；隨著下滑速度的增大導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增加感應(yīng)電流增加磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體的安培力也增加，由于安培力與下滑力反向，故導(dǎo)體的加速度越來(lái)越小，而速度仍然越來(lái)越大，當(dāng)下滑速度大到使安培力和下滑力平衡時(shí)，加速度為零，速度不再增加而以此最大速度作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。abB求解：據(jù)上述模型分析，導(dǎo)體ab平衡的條件為：mgsin=F安而F安=BIL， I=/R， 又 =BLv 3.3探究問(wèn)題的本質(zhì)特征 PP 例：如圖示，在豎直平面內(nèi)，放置一個(gè)半徑R

29、很大的圓形光滑軌道，O為其最低點(diǎn)，在O點(diǎn)附近P處放一質(zhì)量為m的 滑塊，求滑塊由靜止開(kāi)始滑至O點(diǎn)時(shí)所需的時(shí)間。點(diǎn)評(píng)：滑塊m向圓弧最低處滑動(dòng)不同于沿斜面的滑動(dòng)，這是一個(gè)很復(fù)雜的變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，顯然，牛頓定律不能求解，但滑塊的運(yùn)動(dòng)軌跡是一段圓弧，其運(yùn)動(dòng)與受力單擺相同，則只要滑塊滿(mǎn)足從P點(diǎn)到O點(diǎn)的圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角很小，小于10°，則完全可以把滑塊的運(yùn)動(dòng)等效為“單擺的運(yùn)動(dòng)模型”。求解：由單擺的周期公式有，滑塊由P點(diǎn)滑到O點(diǎn)的時(shí)間為3.4探究隱含條件 例：質(zhì)量為m，電量為q的質(zhì)點(diǎn)，在靜電力作用下，以恒定速率v沿圓弧從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其速度方向改變的角度為（弧度），AB弧長(zhǎng)為s，則A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)

30、差A(yù)B=_，AB弧中點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小E=_。點(diǎn)評(píng)：對(duì)此題，不少同學(xué)曾認(rèn)為題目給出的條件模型不清，不能根據(jù)題目告訴的條件建立物理模型，因而后面的問(wèn)題便無(wú)從下手，其實(shí)該題已給出了較隱蔽的條件。因?yàn)榇速|(zhì)點(diǎn)只在靜電力作用下以恒定速率v沿圓弧運(yùn)動(dòng)，故可以，此質(zhì)點(diǎn)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而推斷出此質(zhì)點(diǎn)處，在點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，可以構(gòu)建“電子繞核作圓周運(yùn)動(dòng)模型”，這樣，隱含條件挖掘了出來(lái)，物理模型也就清晰了。求解：由點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)的特點(diǎn)可知，同一圓弧上各點(diǎn)電勢(shì)相等，故AB=0。又由于質(zhì)點(diǎn)的電場(chǎng)力提供了向心力，則質(zhì)點(diǎn)在中點(diǎn)受到的電場(chǎng)力而R=s/ 結(jié)束語(yǔ) 本文主要從建立物理模型的角度來(lái)探索高中物理解題方法。圍繞著什么是物理模型，為什么要建立模型，主要有哪些模型，怎樣準(zhǔn)確建立模型這幾個(gè)問(wèn)題作一一的解答。最后的一個(gè)問(wèn)題，采用了用實(shí)際的習(xí)題講解的方法來(lái)把它講的透徹一些。模型就是一個(gè)框架，拿到一道題，我們就用框架去裝起來(lái)，合適的就沒(méi)錯(cuò)，這樣便于解答，不浪費(fèi)時(shí)間，但是一定要拿對(duì)框架，對(duì)號(hào)入座，這樣，我們解題就會(huì)輕而易舉。 參考文獻(xiàn)1 左雄. 論高中物理教學(xué)中學(xué)生建模能力的培養(yǎng). 湖南科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2007（4）：28-32 2 王世濤、 彭得應(yīng). 重視物理問(wèn)題模型化能力的培養(yǎng)M 3 刑紅軍. 物理模型與“歸納法”和“演繹法”J，物理教師，1994， 15（2）：3233