物理建模在解题中应用论文

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浅谈高中物理建模论文

浅谈高中物理建模论文

浅谈高中物理建模论文物理模型方法是物理学中最常见、最重要的科研方法之一。

物理学家和科研工作者的研究方法之一就是建立模型,应用模型,在应用模型的过程中逐步完善模型。

下面是店铺为大家整理的高中物理建模论文,供大家参考。

高中物理建模论文范文一:浅谈高中生物理建模能力的培养摘要在物理知识体系中,物理建模的思想与方法贯穿于其各类分支,具备物理建模能力是帮助学生构建物理学体系最直接有效的方法。

本文就高中生物理建模能力的培养提出几点想法与建议。

关键词物理建模教师学生一、要有建立物理模型的意识高中阶段的物理模型有很多,一般可分三类:物质模型(质点、轻弹簧、理想气体等)、状态模型(气体的平衡态、原子所处的基态和激发态等)、过程模型(匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动等),而物理题目的设置均是围绕着这些物理模型展开的。

在教学过程中,教师要引导学生树立物理模型的意识,让学生逐步认识到华丽包装的题目后就是赤裸裸的常见的物理模型,做题时要剥离出题目本质,联系旧有知识,促进知识迁移。

也就是说,要有把问题转化成为物理模型来研究的意识和习惯。

例如关于摩擦力有这样几个常见判断题:滑动摩擦力(静摩擦力)的方向可以与物体的实际运动方向相同吗?相反吗?能成任意角度吗?运动(静止)的物体可以受静(滑动)摩擦力吗?很多学生迷惑在这些概念题中不能自拔。

但当学生心中有了擦黑板、走路、传送带、手握瓶子任意方向运动等情境时,这些问题便极易解决了。

打个不是很恰当的比喻,高中物理学什么?无非是弹簧弹来弹去,滑块在斜面上滑来滑去,子弹与木块碰来碰去,带电粒子在电磁场中飞来飞去。

二、及时对已学过的物理模型归纳与总结教师要善于为学生对已学物理模型进行归纳与总结,更要善于引导学生自己进行这项工作。

例如我们在讲《功》这一节,必然要讲到摩擦力做功的问题:滑动摩擦力能做正功吗?负功呢?能不做功吗?静摩擦力呢?虽说这是功的内容,实际上如果学生对关于摩擦力的相应物理模型很熟悉的话(擦黑板、走路、传送带、手握瓶子任意方向运动等),这个问题会很容易被解决,而我们很自然地就把重难点转移到一对儿滑动摩擦力或静摩擦力做功代数和为何值这个问题上。

物理建模论文

物理建模论文

高中物理运动模型的应用摘要:中学物理教材中无论哪一部分的内容都是以物理模型为基础向学生传达物理知识的。

物理模型是中学物理知识的载体,通过对其进行分析与讲解,是学生获得物理知识的一种基本方法,更是培养学生创造思维能力的重要途径。

本文拟从习题教学中浅谈提高运动模型的建模能力。

关键词:运动模型、匀速圆周运动学好物理,关键是学习物理思想和物理方法。

常有高中学生说,物理听课易懂,做题难。

难就难在对物理模型的应用上,也就是学生在解题过程中往往存在一些问题,读不懂题或做题过程思维混乱。

这在很大程度上是由于学生不良解题习惯、建模能力差造成的。

据对学生的调查,发现大多数学生的解题模式是:一般来说,较为有效的解决物理问题的思维流程应该是通过审题先确定研究对象,对其进行抽象建立物理模型,再应用模型知识求解。

此过程大致可以归纳为:如果在解题过程中快速准确地建立起与题目相符合的物理模型是至关重要的。

这个解题流程学生容易模仿,如果说正确识别或建立物理模型是正确解题的前提,那么在解决具有物理过程的物理习题时,学生头脑中对物理过程的一个清晰的图景则是解决此类物理问题的关键和保证。

下面以力学中运动模型的应用为例。

一、 基本模型1. 两种直线运动模型匀速直线运动:00,v v t v x== 匀变速直线运动:at v v at t v x+=+=02210,(特例:自由落体运动:gt v gt h ==,221)2. 两种曲线运动模型 平抛运动: 水平方向为匀速直线运动竖直方向为自由落体运动匀速圆周运动:r T m r mw r mv ma F F n 2222n 4π=====合(天体运动:由万有引力提供向心力)二、 模型应用运动模型的应用,要求我们对模型所遵循的规律十分熟悉,从而才能对具体的物理问题加以纯化、抽象,灵活地运用规律进行推理和计算。

1. 单个模型(1) 匀变速直线运动模型例1(99年全国z 卷,14)一跳水运动员从离水面10m高的平台上向上跃起,举双臂直体离开台面,此时其重心位于从手到脚全长的中点,跃起后重心升高0.45m 达到最高点,落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计)从离开跳台到手触水面,他可用于完成空中动作的时间是______s 。

物理模型在解题中的应用

物理模型在解题中的应用

物理模型在解题中的应用罗建内容摘要:高考命题近年来更加侧重于对考生应用能力及创新能力的考查,大量实践应用型、信息给予型和估算型试题频繁出现。

如何从实际情景中迅速、准确地构建物理模型,借助物理规律解决实际问题,是考查考生思维品质的一个重要因素,本文采撷几例予以归纳,说明如何构建物理模型来快速解答物理习题。

关键词:物理模型;建模;实际问题;物理习题生活中的物理问题往往十分复杂,为了便于研究分析常常采用简化的方法将这些复杂问题进行科学化的抽象处理。

在这个过程中,用一种能反映原物质本质特征的理想结构去描述实际的物理过程、现象或事物,而这种理想结构就称之为物理模型。

高中物理模型可以分为几大类:一是对象模型,如质点、点电荷、单摆、理想变压器、纯电阻、点光源等;二是条件模型,如光滑、轻质、均匀分布、缓慢、不可伸长等;三是过程模型,如匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动、简谐运动、弹性碰撞等。

物理模型是科学研究的理论依据,是一种重要的科学方法,也是物理习题中常常需要用到的一种重要的解题手段。

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。

如果我们能够在解决物理问题时构建恰当的物理模型,将问题简化,能大大提高解决问题的效率。

当然物理模型的构建并非是随意的,而是要遵守一定的原则。

首先,物理模型要反映研究对象的本质特征,认真把握住研究对象的本质特征,做出正确的抽象。

其次,要抓住主要因素,事物之间的联系很复杂,应该抓住其主要联系来建立模型。

一、对于简单的问题,可直接构建物理模型对于涉及到的知识点不多,过程比较简单,能够一眼看穿的问题,提取需要求解的物理量,直接用相应的物理模型按相应规律列方程求解。

例1(2009,浙江卷)某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。

比赛路径如图一所示,赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点,并能越图一过壕沟。

物理模型在求解物理习题中的应用

物理模型在求解物理习题中的应用

物理模型在求解物理习题中的应用专业:物理教育姓名:王振武学号412409100007【摘要】摒弃次要因素,抓住主要因素,从而突出客观事物的本质特征,这就叫构建物理模型。

它的构建可以帮助我们直观具体地分析问题,从而达到正确解决所研究问题的目的。

物理现象和物理过程都是很复杂的,如果我们把所有的因素都毫不遗漏地考虑进去,那么势必增加研究问题的难度,甚至无法研究。

因此,为了更好地揭示事物的本质,人们往往根据实验和观察所得的各种感性材料,舍去那些表面的、次要条件,把复杂具体的物理世界用简单抽象的、理想化的物理模型来描述。

【关键词】对象模型化物理状态和物理过程模型化物体所处条件模型化高中生普遍感觉物理难学:课堂上可以听懂,解决实际问题就无从下手。

原因是多方面的,如果学生还是习惯于初中的想象思维方式,只记概念,规律等静态结论,而不重视得出结论的过程,只会照葫画瓢,模仿性的解决一些简单的物理问题。

只有通过逻辑分析,透过现象看本质,提炼出现实情景的物理模型,然后纳入到相关的知识体系中去加以处理,才能提高学生的解决问题的能力。

运用物理模型解题的基本程序:(1)通过审题,摄取题目信息.如:物理现象、物理事实、物理情景、物理状态、物理过程等.(2)弄清题给信息的诸因素中什么是起主要因素.(3)在寻找与已有信息(某种知识、方法、模型)的相似、相近或联系,通过类比联想或抽象概括,或逻辑推理,或原型启发,建立起新的物理模型,将新情景问题“难题”转化为常规命题.(4)选择相关的物理规律求解.通常物理模型包括:一、物理状态和物理过程模型化如:力学中的自由落体运动、匀速直线运动、匀变速直线运动、简谐运动、弹性碰撞;电学中的稳恒电流、等幅振荡等等。

下面我们通过几道典型的例题,探讨一下物理模型在解题中的实际应用。

例1:如图例1.1所示,一根长为l 的轻绳,一端固定在O 点,另一端拴一个质量为m 的小球. 用外力把小球提到图示位置,使绳伸直,并在过O 点的水平面上方,与水平面成30°角.从静止释放小球,求小球通过O 点正下方时绳的拉力大小.命题意图:考查考生对物理过程和状态的分析能力及综合能力.错解分析:考生缺乏层层深入的分析能力,忽视了悬绳从伸直到对小球有拉力为止的短暂过程中,机械能的损失,直接对小球从初位置到末位置列机械能守恒的方程求最低点速度,导致错误.解题方法与技巧:选小球为研究对象,其运动过程可分为三个阶段如图1.2所示:(1)从A 到B 的自由落体运动.据机械能守恒定律得:mgl =21mv B 2 ①(2)在B 位置有短暂的绳子对小球做功的过程,小球的速度由竖直向下的v B 变为切向的v B ′,动能减小.则有:v B ′=v B cos30° ②(3)小球由B 点到C 点的曲线运动,机械能守恒 则有:21mv B ′2+mgl (1-cos60°)= 21mv C 2 ③在C 点由牛顿第二定律得 T-mg=m l v C2 ④联立①②③④解得 T =27mg二、对象模型化。

建立物理模型在高中物理解题中的应用

建立物理模型在高中物理解题中的应用
理解物理概念 、物理规律并掌握物理运动 的各种形式。
2 . 理 解 物 理 学 的 难 点
高中物理有很 多概念是特别抽象 的 、难 以理解 的,对 于

分 内容将无法求解 。
2 . 实物 模 型
些方法 和规 律学生学习起来往往 比较吃力 。物理模型就是
通过科学 的抽 象方法 ,以客观实体 为对 象进行科学加工 ,更
略次 要矛盾 ,根 据逻辑推 理的发展 ,对事 物的运动 和变化过
程进 行分析 、推理 ,从而 找出其规律 。我们 E t 常最 常见的伽
【 1 ] 吴久远 . 新教材 下的 高中物理教 学改革 . 文理导航( 下
旬) ,2 0 1 1( 6)
利 略理 想实验为牛顿第一规律 的研 究奠定了基础 。
5 . 数 学模 型
【 2 ] 朱琴 . 浅析 高中物 理教 学改革的 尝试 与思考 . 科教 文 汇 ,2 0 1 0( 9)
客 观世 界 的规律 在数学 中都可 以找到其 表现形式 。物理
模 型在建立过程 中就是不 断地 建造表现物 理状态和规律 的数
【 3 ] 张先德 . 浅析 高中物理教 学改革 . 读写算 ( 教 育教 学
物理学研究 的事物往 往与 E t 常生 活息息相关 ,在物理解 题 过程 中可以将一些 次要 因素忽 略不计 ,从而根据 实物建立
好 地反映物理研究 对象。通过物理模 型的建立 ,突 出问题 的
主要 方面 ,简化 次要方面 ,使 问题化 繁为简 、降低难度 、易
模 型。如 ,常 见 的光 滑面 、单 摆 、电流 表 等这 些模 型 基本 都是忽 略了研究对象 在运动过程 中所 受的一些 次要 因素 的影 响, 根据 实物的基本规律和性质 而建 立的一种物理模型 。

建模思想在初中物理教学中的应用

建模思想在初中物理教学中的应用

建模思想在初中物理教学中的应用摘要:物理模型是研究物理规律和物理理论的基础。

在初中阶段,学生学习的多数物理原理和规律都是建立在一定物理模型的基础之上的。

而教学过程中教师往往忽略了提升学生的思维深度,对物理模型的构建过程缺乏有效的引导,这直接关系到学生思维能力的发展。

因此笔者从物理模型的概念、特征、作用、分类应用、教学启示等几个方面论述物理建模在初中物理课堂教学中的实际运用,以期提升教师在课堂教学中的建模意识,进而提升学生解决问题的科学思维方法。

关键词:物理模型、建模思想、思维方法多年的物理教学实践引发了笔者对物理课堂教学过程的深刻思考:课堂教学中引导学生进行物理过程的分析和科学思维方法的培养是否可以有机结合起来?将两者合理结合起来是否有利于推动学生物理模型的建构?鉴于以上思考,笔者从 2016 年开始进行初中阶段物理建模研究和实践探索。

物理学科是研究物质世界的客观规律的学科,建模思想最早起源于物理学科,物理教学本质上就是一种基于模型建构的教学。

物理学科的教学是情境与意识的结合,也是具象与抽象的统一,同时也是感性思维与理性思维的统一。

在课堂教学中培养学生的建模思维,物理学科有着独特的学科优势。

模型是通过人们的思维抽象和想象加工,采用理想化和纯粹化的思维方法,将复杂的物理过程通过分解、简化、抽象,最终在思维领域中创造出模型,再现原型的本质特征和相互关联。

物理学中的规律就是通过对理想化的物理模型的进行分析、探究得出来的。

将现实生活重新解构,将实际问题转换成合适的物理模型,通过思维加工解决问题的过程叫物理建模。

一、物理建模的教学策略物理建模是指在教学中通过图片、实物、模型等教学策略丰富学生的表象,在科学实验和客观事实的基础上抽象并建构物理模型。

在课堂教学中积极渗透物理建模意识,指导学生物理建模的过程与策略,在问题解决中要启迪学生运用物理模型来分析和处理实际问题。

1.情境创设充分利用各种表象手段(如生活现象、实验情境)和各种教学方法(如模拟法、比较法)向学生展示贴近学生生活实际的物理情境,丰富学生的感性经验和表象知识,激发学生观察分析和抽象概括的学习兴趣。

物理模型中物理教学应用分析论文

物理模型中物理教学应用分析论文

物理模型中物理教学应用分析论文物理模型中物理教学应用分析论文摘要:根据目前的国内教育水准而言,物理教学对物理模型的掌握与运用程度相对缺乏。

结合当前的教育模式的改革,以及新生代学生心理的变化,本文通过对物理模型的了解与分析,寻找物理模型在物理教学中的具体作用,并且与相关的研究结果结合,发现物理模型在物理教学中发挥着至关重要的作用。

教师在教学过程中应该着重引入物理模型的应用与学习,培育学生良好的物理学习的习惯,使学生形成健康的物理学习体系。

关键词:物理教学;物理模型;应用方式一、物理模型对认知的影响心理学与教育学的关系非常密切,相互影响,共同促进人对知识认知水平的提升。

教育引入相关的心理学知识进行分析至关重要。

物理模型,具体指在深入浅出的学习物理知识方面,出于知识的理解技巧,做出的相关物理现象的简单模拟,或者将具体的核心局部放大,进而专注研究核心因素的物理形象。

在初级的物理学知识层面,简单的物理模型有质点、单摆、点电荷等,其统称为对象物理模型。

还有匀速直线运动、匀加速直线运动、弹性碰撞等的过程物理模型,以及以光滑平面、均匀介质等为主的条件物理模型。

物理学习中,平时可见的概念、相关的定律以及定律验证的方法都是物理模型。

物理学习中引入物理模型的研究与学习,具有以下几方面的优点:第一,物理模型具有抽象性与形象性的统一,便于学生认知与理解物理学知识,接受物理知识,减少学习的阻碍因素。

第二,具有科学性与假定性的统一,有利于培育学生科学的思考问题,培育科学的逻辑与思维能力,启发学生的假设与验证的思维能力,便于学生思维能力的活跃。

二、模型对于学生记忆的促进作用根据目前最新的心理学研究表明,人的大脑在面对各种不尽相同的信息时,吸收率是各不相同的,其中主要的信息接收与记忆来自于视觉与听觉两种主要的渠道。

尤其是图形信息占据非常高的比例。

因此,在物理教学过程中要着重物理模型的引入。

课本中所传授的物理知识,一方面是在前人的正确的经验结晶,另一方面是在探索大自然的科学规律。

数学建模在物理问题解决中的应用研究

数学建模在物理问题解决中的应用研究

数学建模在物理问题解决中的应用研究近年来,随着科学技术的不断进步和人类认知水平的提高,大量的科学理论得到了探索和发展,这其中,数学建模已经成为物理问题解决中的重要工具之一。

本文将介绍数学建模在物理问题解决中的应用研究,并探讨其实际应用的效果。

1.数学建模在物理问题解决中的作用物理学作为一门基础科学,对于人们了解世界的认知起到了十分重要的作用。

而在探索和研究物理问题的过程中,数学建模发挥了极为关键的作用。

数学建模通过建立物理模型,将物理问题转化为数学问题,从而帮助人们更好地解决这些问题。

数学建模在物理问题解决中的作用有以下几个方面:1.1.更加直观的物理模型物理模型是数学建模的重要组成部分,好的物理模型可以帮助人们更好地理解物理问题。

而数学建模通过建立数学模型,可以将物理模型更加清晰地呈现出来,从而让人们更好地理解物理问题的本质。

1.2.更加精确的计算物理问题通常需要进行复杂的计算,而数学建模可以通过建立数学模型,进行更加精确的计算,从而帮助人们更好地解决复杂的物理问题。

同时,数学建模还可以帮助人们预测物理现象的发生,从而在实际应用中具有更好的效果。

1.3.更加高效的解决方案物理问题通常需要花费大量的时间和精力来解决,而数学建模可以通过建立数学模型,提供更加高效的解决方案,从而帮助人们更好地节约时间和精力。

2.数学建模在物理问题解决中的应用实例数学建模在物理问题解决中的应用实例多种多样,下面将介绍其中几个比较经典的实例。

2.1.热传导问题热传导问题是物理学中比较重要的问题之一,而数学建模可以通过建立热传导方程,计算温度分布和热传导速率等参数,从而更好地解决热传导问题。

在实际应用中,数学建模已经被广泛应用于热传导问题的解决中。

2.2.机械分析问题机械分析问题是物理学中另一个比较重要的问题,而数学建模可以通过建立机械分析方程,计算机械运动的速度、加速度和力等参数,从而更好地解决机械分析问题。

在实际应用中,数学建模已经被广泛应用于机械分析问题的解决中。

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浅谈物理建模在解题中的应用
摘要:研究物理问题有两条重要途径:一是实验,二是理论。

在做理论分析时,往往需要从造模型着手.物理学中所总结出来的反映物质运动变化的客观规律,实质上都是物理模型的运动变化规律。

关键词:物理模型;建模;物理过程;解题方法
研究物理问题有两条重要途径:一是实验,二是理论。

在做理论分析时,往往需要从造模型着手,物理学中所总结出来的反映物质运动变化的客观规律,实质上都是物理模型的运动变化规律。

所谓物理模型,就是指将现实中表面的、次要的条件舍去,将复杂具体的物理现象用简单抽象的、理想化的模型来代替。

为了让问题能变得清晰、自然、有条理,我们常常忽略某些次要因素,抓住主要因素各个击破,方法是利用建模思想,寻找模型,明确分析思路。

这就是“建模—规律—处理”的分析解决问题的思路。

物理模型是在抓住主要因素忽略次要因素的基础上建立起来的,能具体、形象、生动、直观、深刻地反映出事物的本质和特征。

我们遇到许多的新模型,常常是在旧模型的基础上演变而来的,对于与原模型有相近的运动状态或相似的物理现象,可以根据已熟悉的事实经验,找到彼此间的联系,将问题简化。

例1.水在1个标准大气压下沸腾时,汽化热为l=2264 j/g,这时质量m=1 g的水变为水蒸气,其体积由v1=1.043 cm3变为
v2=1676 cm3,在该过程中吸收的热量是多少?水蒸气对外界所做
的功是多少?增加的内能是多少?
解此题的关键是确定物体的初末状态,这也是学生最困惑的问题。

大家都知道是体积变大,对外做功,并且是克服大气压力做功,由w=fs来求解,但是s如何来求?气体是向周围立体空间膨胀的,是球型?还是立方体?球型不好求s,立方体应怎样建立模型?如下图建立模型求解易得:
这一模型保持了横截面积不变.
解析:1 g水汽化吸热q=ml=1×2264 j=2264 j。

水汽在1标准大气压下膨胀对外做功w=p0sδl=p0δv=p0(v2-v1)=1.013×105×(1676-1.043)×10-6 j≈170 j。

由热力学第一定理得到增加的内能δu=q+w=2264 j-170 j=2094 j。

平均动量守恒:若系统在全过程中的动量守恒(包括单方向动量守恒),则这一系统在全过程中的平均动量也守恒,如果系统是由两个物体组成,且相互作用前都静止,则相互作用后都发生运动,具有同时性、等时性,可由动量守恒定律得出:m1v1-m2v2=0,易得推论:m1s1-m2s2=0。

注意:v1、v2、s1、s2都必须是针对同一参考系,都只指大小。

例2.有一艘长为l、质量为m的小船停泊在静水中,一个质量为m的人立在船头,若不计水的黏滞阻力,当人从船头走到船尾的过程中,船和人对地面的位移各是多少?
解析:选人和船为同一系统,由于系统在水平方向上不受外力作用,所以系统在水平方向上动量守恒,设某一时刻人对地速度大小为v1,船对地速度大小为v2,选人的方向为正方向,由动量守恒定律,得mv1-mv2=0 ①
例4.(2006.全国卷i.20)一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳,经δt时间,身体伸直并刚好离开地面,速度为v在此过程中,
如图(a)所示:人在未脱离地面前是一个伸展过程,这一过程与一小球和地面间压缩一弹簧,解除弹簧锁定,小球被弹起过程类似。

如图(b)所示:弹簧在恢复原长的过程中,通过弹力做功,将弹性势能转变为小球的动能和重力势能,而运动员在伸展过程中,不能看成质点,通过内力做功,将人体生物能转变成人的重力势能和动能。

通过与实体物理模型的类比,可迅速选出正确答案b。

通过以上四例,我们可以看到在物理学习中应深刻认识已有的物理模型,注意积累并加以总结,把待解决的问题纳入到已有的模式中,提高解题能力。

在应用物理概念、规律分析和解决物理问题时,只要能建立起题设情境下的物理模型,恰当运用数学知识,问题就迎刃而解了,因此在培养学生综合创新能力时,关键是培养学生的建模能力。

(作者单位湖南省保靖民族中学)。

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