物理模型中高中物理学习的建构方法范文

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摘要：高中生在物理课程的学习中，合理构建物理模型，往往能够简化物理问题，从而起到事半功倍的效果，对提升自身的学习效率及质量有着积极意义。本文简单介绍在高中物理学习中建构物理模型的重要意义，并就其建构方法展开探讨。

关键词：高中生；物理学习；物理模型；意义；建构方法

一直以来，物理课程都是高中生学习的重点与难点所在，令许多高中生头疼不已。实际上，只要掌握了科学、合理、有效的学习方法，高中物理学习也会变得更加简单、容易而高效。其中，建构物理模型是使用非常广泛的一种学习方法，值得各位高中生在实际学习中多加应用。

1在高中物理学习中建构物理模型的意义

所谓物理模型，实际上就是对物理过程进行描述和展示的模型。根据物理模型的功用，一般可以将其划分为理想模型和等效模型两大类，其中前者是对实际物理情况的简化，从而起到有效解决物理问题的作用[1]。而理想模型又可以根据其性质而分成三类，分别是物质模型、状态模型及过程模拟模型。物质模型很好理解，也就是实体物质，物理学习中经常用到的“质点”，“弹性小球”等实际上都是理想化的物质模型。而状态模型则是对物质状态进行模拟，尤其在流体力学中应用较广，在原子物理相关知识点中也有所应用。过程模拟模型则是高中物理学习中经常需要用到的模型，其主要是针对力学内容而展开建构，如质点的匀速直线运动。其它如理想气体的变化、物体运动过程等，都可以建构性应的过程模拟模型。至于等效模型，则多用于电磁知识方面，建构磁感线等容易理解的基础模型。

2在高中物理学习中建构物理模型的方法

要想在高中物理学习中有效建构物理模型，学生首先需要具备一定的建模思维，也就是要对物理模型有所了解，并能在学习、解题的过程中根据不同的情况来建构出合适的物理模型。因此，高中生有必要针对典型物理模型进行分析和研究，以便在遇到问题时能够及时建构出合适的物理模型。常见的典型物理模型主要是力学相关知识，如质点，弹性小球，平抛运动，匀速圆周运动等，其它的电学等也多少涉及到力学内容，如切割磁感线、带电物体运动等[2]。高中生一定要将力学典型物理模型熟记在心，并在解题时有效应用，大幅提升解题效率。

例题：如图1所示，小木块从光滑斜面的A点由静止开始下滑，在经过B点后进入粗糙平面（假设经过B点后小木块速度大小不变），最终停在C点。由速度传感器测得小木块在运动0.2s后速度大小为1m/s，在运动0.4s后速度大小为2m/s，在运动1.2s后速度大小为1.1m/s，在运动1.4s后速度大小为0.7m/s。如果重力加速度为，那么请问斜面倾角为多少？小木块与粗糙平面的动摩擦因数μ大小？当小木块运动0.6s后其速度大小为多少？

要想解决这个问题，那么学生必须要对典型物理模型有着充分的了解和掌握，才能快速建构出相应的物理模型进行解题。在这个例题中，不仅仅涉及到质点这类物质模型，同时也涉及到物体运动状态的过程模拟模型。通过质点模型对小木块在光滑斜面及粗糙平面的进行受力分析，利用过程模拟模型对小木块的整个运动过程进行模拟，将二者进行有效结合，则能有效解决问题。对小木块进行受力分析，发现其在光滑斜面上时受重力及斜面的支持力，并在二力的共同作用下由静止开始做匀加速运动；当小木块经过B点到达粗糙平面后，其在水平方向上只受平面的摩擦力，做匀减速运动。（1）因此在光滑平面上时，根据题中给出的速度变化情况，可以由公式算出其加速度为5。又由小木块在斜面的受力分析得知，带入数据算得。（2）由于小木块在粗糙平面上做匀减速运动，那么根据公式，代入数据，，t=0.2s。计算得出其加速度大小为2m/s，方向水平向左。再根据小木块在粗糙平面上的受力分析得知，，代入数据算得动摩擦因素。（3）要计算小木块在t=0.6s是的瞬时速度v，首先需要判断其是否经过B点。那么可以假设小木块在时间为时恰好经过B点，且其瞬时速度为VB。那么根据题意有，。将这两个算式联立求解，得，。因此在==0.6s时，小木块已经经过B点且正在做匀减速运动，其速度计算得出为2.3m/s。除了要对典型物理模型有所了解外，高中生还要对不同物理模型进行分析和比较，从而加深建模理解。再加上大量练习相关习题，可以帮助学生强化建模实践，能够更加得心应手地构建物理模型。值得注意的是，高中物理习题大多是对实际问题进行模型化处理而来，本身就已经是实际情况的简化和理想化。学生在实际生活中还要从这种建模惯性思维中跳脱出来，不能将物理模型直接等同于实际情况。

结束语

对高中而言，建构物理模型是学习物理知识的有效方法。特别是在解决物理问题时，建构科学而合理的物理模型，往往能起到事半功倍的效果，简化问题，从而更加简单有效的解决问题。因此高中学生在学习物理知识时，应当具备良好的建模意识，对典型物理模型进行分析和比较，强化对物理模型的理解，并依靠习题来强化建构物理模型的实践。如此一来，高中生学习物理知识会变得更加简单、有效。

参考文献

[1]杨子秀.模型法在高考物理解题中的研究[D].云南师范大学,2017.

[2]戴伟.物理习题解决中物理模型的影响研究[D].南京师范大学,2017.

作者：蔡晟苇 单位：华中师范大学第一附属中学