物理模型的作用、分类及应用

【关键词】 物理教学；物理模型；作用；分类；应用

【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A

【文章编号】 1004―0463（2016）04―0109―01

物理模型是人们为了研究物理问题的时候更加方便和更好理解，从而揭示物理现象的本质，而对所要研究的对象进行一种比较简化的模拟和描述。高中物理教材中有很多模型，比如电力线模型、理想气体模型、自由落体模型等等。下面，笔者对物理模型分类的重要性及其实际应用详细阐述。

一、 物理模型在教学中的作用

1. 有助于联系实际。高中物理课程的一个目标就是要学生学习物理知识和技能而且要熟练掌握这些技能与知识，并能在实际生活中灵活应用。在高中物理教学中建立物理模型，能够让学生切身体会到物理知识在实际生活中的应用，认识到物理知识与社会的联系，加深学生对物理学科的亲切感，激发学生学习物理的兴趣。

2. 有助于培养学生科学的物理研究方法。首先，在建立物理模型以及处理物理过程的时候，都要分析物理问题。通过建立物理模型，能够培养学生解决复杂问题的能力，让学生分清主次，抓住物理现象的本质，并运用科学的思维方式去解决物理问题，有助于学生掌握科学研究物理的方法。其次，在高中物理教学中建立物理模型，一方面可以培养学生分析和解决问题的能力，另一方面还能帮助学生解决实际生活中遇到的问题，同时有利于培养学生的创造性思维能力。

3. 有助于培养学生的迁移能力。高中物理最常见的模型是过程模型和对象模型，也是高中物理课堂中非常重要的知识。教师在物理教学中只要抓住了重点内容，明确了过程模型和对象模型之间的关系，就找到了知识点之间的纽带和联系。如，学生学习了质点模型、力的模型之后，教师引导学生进行总结，学生头脑中就会形成模型的结构图，加深对物理知识的理解。学生头脑中一旦有了知识网络结构，就很容易迁移所学物理知识，使其成为自己的东西。

二、物理模型分类

1. 对象模型。该模型主要是针对研究对象的特点，放弃非本质的、次要的因素，抓住本质的、主要的因素，然后建立一个能反映研究对象的本质属性且便于研究的新形象。对象模型在高中物理教材中非常常见，比如理想流体、刚体、单摆、弹簧振子、质点、磁力线、电力线、近轴光线、点光源。对象模型在高中物理教学中有着不可替代的作用。

2. 过程模型。建立过程模型主要是为了研究比较复杂的物理问题，是以物体运动变化的过程为基础，然后根据研究的需要以及问题的性质，找出物理过程的主要因素，从而建立能够反映物理现象本质的过程。在高中物理教材中，过程模型也非常常见，如等压变化、等容变化、弹性碰撞、简谐振动、自由落体运动。

三、 物理模型在高中物理教学中的应用

1. 动量守恒定律――“人船模型”。 “人船模型”的特点是，在系统的某个方向没有受到外力或者是不受外力的时候，在这个方向或者是系统动量就会呈现守恒状态，也称为动量守恒。相互作用之前处于静止状态，当相互作用之后才发生运动。根据“人船模型”，可以总结出动量守恒定律：O=m1v1-m2v2，然后可以得到O=m1-m2，从而得到m1S1-m2S2。在这个公式中，可以发现S1、S2是两个物体的位移.这个公式说明了，在任何一段时间里面，系统中的两个物移的大小和他们的质量成反比。教师通过实际构建“人船模型”，可以让学生直观进行理解，把比较抽象的物理知识变得更加直观，也便于总结出相关规律，还能在今后遇到相关的物理题型或者是物理现象时，想到该模型，从而根据这个模型的相关知识去进行构思，从而得到正确的答案。

2. “子弹击打木块”。该模型由两个物体构成了一个系统，当该系统受到的外力的合力为零而且系统受到的相互作用力是一对恒力的时候，这种类型的题就可以用“子弹击打木块”模型来进行模拟。教师可以在课堂上给学生构建这个“子弹击打木块”的模型――把木块放在光滑的水平面上，一颗子弹从水平方向射进木块中：

虽然物理现象非常多，但是与这类问题相似的情况都可以用这个模型来进行解答。当教师给学生建立完这个模型之后，引导学生总结出这个模型中涉及到的物理知识――运动学、动力学、能量、动量的规律以及对这个模型的图象进行描述，让学生深刻地理解这个模型所体现的知识点。