高中物理实际问题中的物理模型构建策略及运用

实际问题中的物理模型构建策略及运用　摘要：近几年来的理综考试中出现一些以实际问题为背景立意命题的试题，其实是在重点考查学生在解决实际问题当中如何构建物理模型、运用数学方法处理物理问题的能力，而这些题也

实际问题中的物理模型构建策略及运用 摘要：近几年来的理综考试中出现一些以实际问题为背景立意命题的试题，其实是在 重点考查学生在解决实际问题当中如何构建物理模型、运用数学方法处理物理问题的能力， 而这些题也恰恰是学生失分最多的一类题，本文试从几个角度来探讨如何正确建立实际问 题中的物理模型方法。 关键词：建模、物理模型、实际问题 “” 科学的基本活动就是探索和构建模型。从物理学的角度来看，构建模型就是将我 们要研究的物理对象、条件或物理过程通过抽象化、理想化、简化和类比等方法形成物理 “” 模型，简称建模。建模是解决物理问题的重要而又基本的科学思维方法，通过对物理 现象或过程进行“去伪存真”、“去次取主”、“化繁为简”的处理，从而寻找出反映物理现象 或物理过程的内在本质及规律实现认识问题的目的。可以说物理学发展的过程亦是一个物 理建模的过程。物理模型是抽象化和理想化了的物理研究对象、条件或过程，是同类通性 问题的本质体现和核心归整。在高中物理中通常会涉及到下列几大类物理模型：实体模型 （如：质点、点电荷、单摆、理想变压器、纯电阻、点光源等）、条件模型（如：光滑、 轻质、均匀分布、不可伸长、缓慢等）、过程模型（如：匀速直线运动、匀变速直线运动、 匀速圆周运动、简谐振动、弹性碰撞等）以及建立在实体模型上的理论模型（如：理想气 体的分子模型、天体运行的太阳系模型、原子的“核式结构”模型、光的波粒二象性模型 等）。物理习题中的实际问题多数是密切联系生活、生产和科学技术的问题，这类问题大 多没经过加工处理成纯粹的物理模型，这要求我们在熟悉上述纯模型的基础上，通过一些 方法来构建实际问题中的物理模型。 一、抓住物理模型本质特征，用类比方法构建物理模型 在某些实际问题中,我们可以发现实际问题中的原型A与我们已知原型B有着许多共 同或相似的联系,由此我们可以用类比、等效的方法来推测出原型A与原型B的物理模型 也应该相似或相近，从而来建立原型A的物理模型。 L 例1、 如图1所示，是一种记录地震装置的水平摆，摆球固定在边长为，质量可忽 ABC 略不计的等边三角形的顶点上，它的对边跟竖直线成不大的夹角，摆球可绕固定 C 轴B摆动，求摆球微小摆动时的周期。 剖析:在《机械振动》这一章中，有两个原型我们非常熟悉，分别是竖直平面内的双 线摆和在斜面上的单摆，仔细分析会发现题中的原型与上述两原型存在许多相似的规律。 1 图 未知原型 已知原型 水平摆 研究对象