本站原创1.物理模型的作用
物理模型是人们为了研究物理问题和探讨物理本质对所研究对象的一种简化的模拟或描述,也是对实际问题突出主要因素、忽略次要因素的经过科学抽象而建立的新的物理形象.物理模型研究对象包括匀速直线运动、单摆、弹性碰撞等.
物理模型在高中物理教学中,通过对其进行分析和讲解,培养学生创造性思维能力.物理模型具有三大功能：1、简化物理问题,使学生更容易掌握物理学中的基本规律.2、套用物理模型研究出的物理结果直接应用于实际生活的分析和研究.3、有助于更真实更深刻地认识世界、改造世界.此外,物理模型还有助于培养学生严密的创新意识和正确的思维方法.
2.物理模型在高中物理教学实践中的应用
研究物理学规律,要以抽象思维和形象思维相结合的教学手段,引导学生抽象科学概括,复杂具体实践,用简化的模型来代替,便于研究物体运动的主要性质,找出主要规律.例如：在动量守恒定律的教学中,教学可以省略外力的次要因素,突出物体间的相互作用力,总结出动量守恒定律.
2.1 培养学生的建模意识
提高学生的建模能力,首先要对学生的建模意识进行培养.物理教师在解析物理知识和现象的过程中,根据课程内容的安排,向学生阐述基本的物理模型建立条件,再落到具体的模型建立实践.要引导学生如何根据题设的要求和条件,从物理的规律出发,分析综合,使思维从复杂的模式中简单抽象化,构造出生活应用到的物理模型,运用掌握的相关物理学知识解决问题.教师需要把这样的建模意识长期植入学生的学习思维中,才能让学生逐渐熟悉并掌握科学的思维模式,养成良好的思维习惯,完善科学的学习方法,从而提高学生的建模能力.
2.2 培养学生的思维能力
建立物理模型必须通过四种途径：1、了解物理过程；2、挖掘隐含条件；3、紧扣关 键 词 句；4、抓住本质特征.建立模型的过程,要根据研究对象和特点分析比较,考虑所涉及的各种物理因素,通过联想、类比等方法.
物理模型构造步骤如下：
此外,教学中运用形象化的物理模型可以帮助学生理解和掌握知识,构建物理模型思维.例如电场线描述电场、原子核式结构源自对粒子散射现象的分析、光子模型对光的粒子性的理解.具体的教学中,教师对学生通过实验引导,让学生的脑海中对物理模型有一个直观具体的形象,利用自己的思维建立物理模型以解决实际问题.还要在学生已有的知识基础上,举出实例以建立物理模型.比如关于杠杆原理的教学.在教学过程中,不仅让学生学习知识,还要让他们锻炼学习知识的能力.
指导学生自觉地将物理模型应用到实际问题中,训练培养学生的物理模型思维.例如：质量为m的两块大小不同的圆板A和B用中心长度为1的长线连接.在A下方相距1处有一固体水平板C,C上有圆孔,其中心与A、B两板的中轴在同一竖直线OO'上,圆孔只可以B自由通过.现在将A、B连线绷直,A有可能再次下落与C发送二次碰撞,如果碰撞事件和能量损失忽略不计,求A、C之间先后两次碰撞的时间间隔.
一些学生面对这个问题,通常不清楚A、C是如何发生两次碰撞的,因而无从下手.其实认真审题,分解过程,建立相应的物理模型,难题将迎刃而解.
图A、B的运动如上图的模型所示,图1表示A、B一起做自由落体运动直到A、C碰撞,A与C碰撞时,没有机械能损失,A以原速度反弹,A反弹后做竖直上抛运动,B继续做自由落体运动,直到连接A、B的绳子拉直.图2B显示绳子被拉直后,A、B通过绳子发生相互作用,改变运动状态,在短时间内达到共同速度.因为相互作用的时间短,相互作用的拉力远远超过了它们的重力,这个过程可应用动量守恒定律求出共同速度.A、B以共同的速度为初速度,做加速度为g的匀加速直线运动,直到A再次与C碰撞,如图2C所示.教师通过这样的物理模型为学生讲解分析建立物理模型解决问题的过程,学生才能从中学到物理模型建立和思考的学习能力.