高中物理模型的建构
单元教学视域下的高中物理模型建构教学设计——以鲁科版“动量和动量定理”为例

单元教学视域下的高中物理模型建构教学设计——以鲁科版“动量和动量定理”为例摘要:如何开展单元教学设计理念下课时教学,以“动量和动量定理”教学为例,创设生活化和学习探索化的问题情境,使学生思维外显,展现物理概念和规律的建构过程,再运用形成的物理观念和物理模型解决真实的问题情境,达到培养学生的物理建模能力的目的。
关键词:单元教学;模型建构;问题情境;动量;动量定理一、问题背景过去的教学中,常出现学生“知识我都会,可在考试时没想到”这一现象。
究其原因就是学生课堂被动倾听、机械记忆,学习缺乏深度的思考,这样一旦走向社会就不会与人合作与交流,难以解决真实问题、更缺乏迎难而上的勇气与智慧。
新课程的实施,物理科考试内容改革以核心价值为引领,以学科素养为导向,以关键能力为重点,以必备知识为基础,通过增强考试的基础性、综合性、应用性和创新性,考查学生进入高等学校继续学习的能力,促进学生综合能力和创新思维的提升,引导高中教学培养和发展学生的物理学科素养,为学生终身发展、应对现代和未来社会发展的挑战奠定基础。
因此要求教师转变教育理念,站在学科大观念的视角下,开展单元设计教学,将孤立的、细碎化的知识点,转化为结构化、情境化的知识,凸显学科单元整体结构,培养学生的物理核心素养。
模型建构是科学思维的核心要素,模型建构能力是高中物理科考试5种关键能力之一。
开展模型建构教学,通过创设生活实践或学习探索问题情境,能激发学生的学习热情,促进学生主动积极地思考解决问题,体验问题解决的成就感,让学生获得建模能力的同时发展了高阶思维能力,养成自主探究和自觉地将所学物理知识来解决物理实际问题的习惯,从而有效提升学生的物理核心素养。
二、模型建构教学钱学森认为:模型就是通过对问题的分析,利用我们考察的机理,吸取一切主要因素,略去一切次要因素所创造出来的一幅图画。
物理模型建构就是根据学生已有的经验材料,对一类问题构建问题本质图景,并用物理模型解释和预测现象的科学思维能力的科学实践活动。
高中物理模型的建构及教学方法

高中物理模型的建构及教学方法一、高中物理模型的建构高中物理模型的建构是一个系统而复杂的过程,它涉及到对物理现象的观察、实验、分析以及模型的构建和验证。
具体来说,高中物理模型的建构主要包括以下几个步骤:1、观察物理现象,提出问题:学生需要仔细观察物理现象,从中发现问题,并尝试用物理学的语言来描述这些问题。
2、设计实验,收集数据:根据提出的问题,设计合理的实验方案,并进行实验操作,收集相关的实验数据。
3、分析数据,提出假设:对收集到的实验数据进行分析处理,找出其中的规律,并基于这些规律提出合理的假设。
4、构建物理模型:根据假设,运用物理学的原理和方法,构建出能够反映物理现象本质的物理模型。
5、验证模型:通过进一步的实验或理论推导来验证所构建的物理模型的正确性和适用性。
二、高中物理模型的教学方法为了帮助学生更好地建构和理解物理模型,教师需要采用多种教学方法。
以下是一些常用的教学方法:1、实验探究法:通过搭建实验装置、进行实际操作,让学生亲身参与实验过程,观察实验现象,发现物理规律和现象。
这种方法能够直观、生动地展示物理过程,帮助学生建立直观的物理模型。
2、示范演示法:教师利用实际物件、模型、仪器等进行演示,将抽象的物理概念或现象具象化,帮助学生理解和记忆。
这种方法能够增加教学的趣味性和实用性。
3、讨论交流法:教师以问题引导学生进行讨论和交流,促进学生之间的思想碰撞和知识交流。
这种方法能够激发学生的思维和积极性,提高他们的思考和表达能力。
4、问题解决法:通过提出实际问题,引导学生进行探究和解决问题的过程。
教师可以使用案例分析、思维导图等方法,培养学生的问题分析和解决能力。
这种方法能够提高学生的实际动手能力和应用能力。
5、项目研究法:设计和实施小型项目,帮助学生深入理解物理知识和提高综合运用能力。
教师可以根据实际情境和学生的兴趣,引导学生进行项目的选择和实际操作。
这种方法能够培养学生的自主学习能力和团队合作精神。
高中物理课堂中的模型建构

高中物理课堂中的模型建构在高中物理课堂中,模型建构是一个重要的教学方法,旨在帮助学生理解抽象的物理概念,并将其应用到实际问题中。
本文将探讨高中物理课堂中的模型建构方法和其对学生的益处。
一、模型建构的定义模型建构是指通过构建各种物理模型来描述和解释物理现象、规律或定律的过程。
它可以是一个实际的物体模型、一个图示模型或一个数学模型,通过这些模型,学生可以更加直观地理解抽象的物理概念。
二、物理模型的种类在高中物理课堂中,常见的物理模型包括实物模型、示意图模型、数学模型等。
1. 实物模型实物模型是指将抽象的物理概念用具体的物体来表示。
例如,在讲解牛顿第一定律时,可以使用一个滑轮和一块滑块来展示物体在惯性状态下的运动。
这种方法能够让学生亲自操作实物,通过实际观察和实验来探究物理规律,增强学生的实践能力。
2. 示意图模型示意图模型是指通过图示的方式来呈现物理概念。
例如,在讲解光的反射和折射时,可以使用射线图来表示光的传播方向和路径。
示意图模型能够帮助学生更直观地理解物理过程,加深对物理规律的认识。
3. 数学模型数学模型是指通过数学公式和方程来描述和解释物理现象。
例如,在讲解运动学时,可以使用速度-时间图和位移-时间图来表示物体的运动情况。
数学模型能够培养学生的逻辑思维和分析问题的能力,使他们能够用数学语言描述物理现象。
三、模型建构对学生的益处模型建构在高中物理教学中具有许多益处,它能够提高学生的学习兴趣、促进他们的思维发展以及加深他们对物理概念的理解。
1. 提高学习兴趣通过模型建构,学生能够参与到实际操作和实验中,这种亲身体验能够激发他们对物理学科的兴趣。
学生在实践中感受到物理规律的奇妙和实用性,从而激发出对物理学的热爱。
2. 促进思维发展模型建构要求学生观察、分析和解释物理现象,培养了他们的观察力、逻辑思维和问题解决能力。
学生通过构建模型,能够将抽象的物理概念转化成具体的形式,从而培养了他们的抽象思维和空间想象力。
高中物理教学中物理模型建构能力的培养

高中物理教学中物理模型建构能力的培养摘要:最近这几年来,我们国家在教育改革当中做出了很多创新和突破,这样做最主要的目的就是为了给学生提供更多优质的教学资源,让学生可以朝着更好的方向全面的发展下去。
高中物理这门学科相对而言里面所涉及的知识都比较难,学生在学习的时候也觉得比较吃力,针对这种情况老师必须要有针对性的去培养学生物理模型构建能力,这样才能够更好的让学生的物理综合实力实现质的飞跃和提高。
关键词:物理教学;物理模型;构建能力;培养策略;一、物理模型建构的意义物理学其实和自然界有着非常紧密的联系,它不仅研究自然界当中存在物质的基本运动形态,而且还研究物质间的相互关系,所以它是一门比较系统的科学知识体系。
但是自然界的物质种类往往都比较多,各个物体的运动都比较复杂,相互作用也有不一样的特点,所以很多时候一个物理问题会涉及很多因素的影响,在面对如此复杂的自然界,人们在研究的时候必须要遵守者相关的原则,只有这样才能够在复杂问题处理的过程当中,用一种能够反映事物本质的理想物质,或者是假想去描述实际的物体。
把复杂的问题分解个几个比较简单的问题,然后一一的进行解决,这样可以形成一个完整的思维过程,人们在慢慢的实践过程当中,也建立了一个比较清晰的物理模型。
高中生在学习物理的整个过程当中,最关键的一点必须要充分的掌握物理学的研究方法,研究方法有很多,其中最重要的一点就是要把研究对象的本质特征抽象出来,也就是说将物体的运动进行一个理想化,构成一个比较完整的运动过程体系,也就是说要建立一个相应的物理模型。
学生在具体分析和解决物理题的时候,必须要明确相应的物理条件以及整个解题的物理过程,除此之外利用物理模型进行识别和还原,在解决物理问题的时候,如果不懂得运用科学的抽象,那么就很难建立一个正确的物理模型,不懂得物理模型的相对性和适用条件,这样就不能解决一些复杂的物理问题。
二、学习最基本的物理模型1.概念模型概念模型一般情况下就是将物体的运动或者是为了描述当前物体,运动而进行抽象化的结果,就比如说我们通常所学的自由落体运动以及点电荷等等,在学习这些模型的时候,学生必须要充分的掌握以下几点,首先必须要充分的明白概念模型的本质,抓住模型的主要矛盾,除此之外还需要忽略次要矛盾的辩证思维方法,就比如说自由落体运动的本质其实就是初速度为0,而且自由落体只受到重力一个力的影响,忽略一切的阻力,除此之外还需要注意概念模型的相对性和适用条件,就比如说如果学生在研究两个离的比较近但是又比较大的电电电体间的静电力的时候,不能够再像以前那样简单地用库仑定律来运算,因为库仑定律的适用范围只是为点电荷。
基于深度学习的高中物理模型建构教学应用研究

基于深度学习的高中物理模型建构教学应用研究摘要:高中物理学科核心素养包含物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任这几个方面的内容,但不同情境下,这些不同的方面能够相互作用,相互渗透。
在培养学生的物理观念时,教师可以设法加入实验探究,这不仅可以完善学生的知识体系,还打破了培养学生单一核心素养培养的僵局。
教师在明确核心素养内涵的基础上,对教学过程进行审视,分析现阶段教学存在的问题,并以核心素养的落实打破物理课堂对学生的束缚,让学生主动探究、合作学习、大胆假设、认真推理、构建模型,都有助于学生应用专业物理思维思考问题,灵活解决问题。
基于此,本文章对基于深度学习的高中物理模型建构教学应用进行探讨,以供参考。
关键词:深度学习;高中物理;模型建构教学;应用引言所谓深度学习,是新课改之后提出的一种建立在理解基础上的学习活动,是学习者摆脱基础知识学习的初级认识,以思维能力的发展和学科知识实践能力培养为目标,以学科综合知识的整合为路径,实现学科综合素养培养的教育新理念。
而物理是一门在生活中有着直接体现和运用的教学科目,且高中阶段的物理学知识较初中来说难度更大,涉及范围更广,同时新课改后也被赋予了探究与思维、态度与精神等综合能力的培养任务,因而在深度学习视域下的高中物理教学需要探索新的实践教学路径,才能全面落实素质教育、核心素养的培养,从而保障学生的全面发展。
一、高中物理深度学习的意义髙中物理课程的特点决定了在物理教学中必须将物理知识寓于学生较为熟悉、可以理解的生活、社会与自然情境中,通过问题驱动、任务驱动等方式带动学生思维活动,使学生深度内化与吸收物理知识,获得物理实验探究方法。
对于高中物理教师而言,深度学习理论倡导其充分发挥主导、引领作用,深度挖掘生活化、社会化的物理教学资源,为学生创设熟悉、形象化、趣味性、开放性与自主性的物理情境,积极开展物理实验活动,使学生在情境交互、实验操作实践中对物理知识进行深度加工并内化到自身认知结构中,在面对不同情境内的物理问题时便能调动已有知识经验、物理探究经验,从多角度思考问题并探索出解决问题的有效路径;对于高中生而言,深度学习是自主化的学习方式,学生成为物理学习的主体,在教师主导下发挥自身创造力、实践力、思维能力,结合自己所学知识、生活与社会感悟等全身心投入到物理学习活动中,通过对知识的深度加工以抵达物理本质,显著提高学生的物理学习效率。
高中物理模型的建构及教学方法

高中物理模型的建构及教学方法
高中物理模型的建构与教学方法是指在教学过程中,通过对物理现象进行观察、实验、分析等方式,构建出物理模型,并探究其规律和应用。
具体来说,包括以下几个方面:
一、物理模型建构的基本步骤:
1.观察物理现象,提出问题;
2.设计实验,收集数据,分析数据;
3.提出假设,构建物理模型;
4.验证假设,修正模型;
5.用模型预测新现象,检验模型的适用性。
二、高中物理模型教学的方法:
1.实验教学法:通过实验观察、测量等方式,帮助学生建立模型,提高学生的实验能力和科学思维。
2.探究式教学法:引导学生通过探究、发现、总结的方式,建立物理模型,激发学生的学习兴趣和动力。
3.问题导向教学法:通过提出问题、分析问题、解决问题的方式,引导学生建立模型,培养学生的自主学习能力。
4.案例教学法:通过引入实际案例,帮助学生建立模型,提高学生的应用能力。
结论:
高中物理模型的建构及教学方法对于学生的物理学习具有重要的意义,不仅可以提高学生的学习兴趣和动力,还可以培养学生的实
验能力、科学思维和应用能力,是高中物理教学中不可或缺的一部分。
高中物理模型的构建

高中物理模型的构建一、物理模型分析重庆高考已进入五个年头,随着新课程改革的深入,我省高考试题更加突出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、估算型试题呈逐年增多的趋势。
因此,研究在实际情景中构建物理模型的方法,既是教师教学研究的一个重要方向,也是培养学生解决实际问题的能力、提高学生应对高考策略的一个重要环节。
物理学所研究的运动,是一种简单的运动形式,物理学的研究方法是通过建立一个个物理模型,使实际复杂多样的物质世界简单化,建立物理模型的过程是一个抽象思维过程,要能抓住事物的本质。
高中阶段的物理学习为我们积累了很多物理模型,我们可以将其分类成:①物质结构的模型(如质点、物体的分子结构、理想气体、原子结构、核结构、导体等等);②作用过程的模型(如:碰撞、能量转化过程、光电效应、核变化等);③运动模型(匀速直线运动、匀变速直线及曲线运动、平抛运动、圆周运动、简谐振动等等);④其他模型(电流、电阻、磁流体发电机、电磁流量计、理想变压器等等),也可以说物理中所有的公式、定律、定理都是对一个个不同的模型的描述,我们解题所列的等式,就是将物理模型与具体物理情景相结合的产物。
有了系统的物理知识就有了足够的物理模型,解题时所谓建立模型,就是根据从题目中提炼出的有效信息,调出大脑中储存的与之相关的物理模型。
二、运用物理模型解题的步骤1、收集题干信息,确定研究对象和研究过程,弄清物理现象和物理事实。
2、处理各物理信息的相互关系。
3、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”转化为常规试题。
4、选择能适合题给信息的物理方法和物理规律求解,力求简洁。
三、相关模型的举例解析1、物质结构的模型例1理想气体是一种气体模型,是对真实气体的抽象,其微观的特点是:①理想气体分子线度可以忽略不计,即具有一定的质量而没有大小;②分子之间以及分子与器壁间除了弹性碰撞外无其他作用力。
高中物理知识模型建构教案

高中物理知识模型建构教案
教学目标:
1. 学生能够了解物理知识模型的定义和重要性
2. 学生能够掌握构建物理知识模型的基本方法和步骤
3. 学生能够运用物理知识模型解决实际问题
教学内容:物理知识模型的概念、构建方法和应用
教学过程:
一、导入(5分钟)
教师通过引入一个实际问题,让学生思考如何用物理知识模型解决问题,引出物理知识模型的概念。
二、讲解(15分钟)
1. 介绍物理知识模型的定义和作用
2. 讲解构建物理知识模型的基本方法和步骤,包括确定问题、收集资料、建立假设、验证假设等。
3. 举例说明物理知识模型在实际问题中的应用
三、实践(25分钟)
1. 学生分成小组,选择一个实际问题,运用构建物理知识模型的方法解决问题。
2. 学生在小组内讨论并撰写成果报告,包括问题描述、建立的模型、解决方案等。
3. 学生展示成果并相互交流,讨论不同模型的优劣势。
四、总结(5分钟)
教师总结本节课的重点内容,强调物理知识模型对解决实际问题的重要性,并鼓励学生在以后的学习和探究中多运用物理知识模型。
教学反思:
通过本节课的教学,学生能够了解到物理知识模型的重要性,掌握了构建物理知识模型的基本方法和步骤,并运用知识解决实际问题。
在实践过程中,学生充分发挥了团队合作和创新思维,提高了问题解决能力和综合运用知识的能力。
在以后的教学中,可以进一步拓展学生对物理知识模型的认识,培养学生的科学思维和实践能力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
浅议高中物理模型的建构【摘要】建构物理模型是人们研究、认识物质世界的一种重要方法,而物理模型的多样性和复杂性也是物理“难学、难教”重要原因之一。
本文通过具体实例阐述两个问题:一是怎样科学理解和学习物理模型,二是怎样应用物理模型解决实际问题。
把容易混淆、难以理解、难以记忆的知识变得清晰易懂,从而培养学生的方法意识,促进其知识体系的自我构建,并有效地训练学生发散思维能力及归纳能力。
【关键词】建构物理模型科学概念物理模型类比学习模型应用【中图分类号】g633.7 【文献标识码】a 【文章编号】2095-3089(2013)04-0163-02一、物理模型概述物理学是自然学科的研究基础,而自然界中任何事物与其他事物之间总存在着千丝万缕的联系,并处在不断的变化中。
面对复杂多变的自然界,人们在研究时,总是遵循一个重要的原则,即从简到繁、先易后难、循序渐进、逐次深入。
基于这样的思维过程,物理学家创建了“物理模型”。
物理模型是指:物理学所分析的、研究的实际问题很复杂,为了便于分析与研究,常常采用“简化”的方法,对实际问题进行科学抽象的处理,用一种能反映原物本质特性的理想物质(过程)或假想结构,去描述实际的事物(过程)。
这种理想物质(过程)或假想结构称之为“物理模型”。
“物理模型”的建立是一个创造性过程,对物理模型的认识和理解培养创新能力的过程。
在教学中,引导学生正确认识和理解并建立“物理模型”,显然是培养学生创造性思维和创新能力的良好途径。
高中阶段的物理学习为我们积累了很多物理模型,我们可以将其分类成二类,即一是对象模型,如质点、物体的分子结构、理想气体、电流、电阻、磁流体发电机、电磁流量计、理想变压器、原子结构、核结构、导体等等;二是过程模型,如匀速直线运动、匀变速直线及曲线运动、平抛运动、圆周运动、简谐振动、碰撞、能量转化过程、光电效应、核变化等。
在教学中,我们希望学生能在特定的情景下,从生动具体的实际问题出发,运用已有知识,根据研究问题的主要特征建立物理模型,并研究与之关联的物理现象、过程,从而建立相应的物理概念,得出物理规律,形成物理结论。
然而,在我们教学的过程中,很多学生学得非常累,经常会出现概念混淆、模型混乱、物理过程分析不清等情况,即使在物理上花费了很多的时间也不能学好。
通过多次与学生交流和同事探讨,我认为主要存在两个问题,一、没有彻底理解模型特点,无法构建正确的模型,二是难以应用已有的模型解决问题。
二、物理模型的学习为了便于学生对物理模型有个清晰的认识,真正的了解本质,在教学过程中,我们一般会用到两种方法,一是物理概念法;另一个是模型类比法。
2.1物理概念法课程标准要求学生在高中物理课中“学习终身发展必备的物理基础知识和技能”。
在课程内容上体现“时代性、基础性、选择性”。
而高中物理教学中,使学生形成概念,掌握规律,并使他们的认识能力在形成概念、掌握规律的过程中得到充分发展,是高中物理教学的核心问题。
李政道在回答怎样才能学好物理这一问题时就曾经强调:学习物理的首要问题是要弄清物理学中的基本概念。
在学习物理模型时,一定要弄清其基本的定义,该定义的条件,该模型的使用范围,以及使用条件。
如下例:例1 理想气体是一种气体模型,是对真实气体的抽象,其微观的特点是:①理想气体分子线度可以忽略不计,即具有一定的质量而没有大小;②分子之间以及分子与器壁间除了弹性碰撞外无其他作用力。
通常不易液化的气体在压强不是太大、温度不是太低的情况下,可视为理想气体。
现有一定质量的氢气,装在绝热密闭的气缸内,如图所示,若稍稍向下移动活塞压缩气体,则下列叙述符合事实的是(d)。
a.气体的内能一定增加力时b.气体的温度一定升高c.气体分子的平均间距不变d.气体压强一定增加考题方向:本题要求将实际的气体抽象成理想化的模型(理想气体)后进行分析讨论,考查了影响物体内能的决定因素、改变物体内能的两种方法、热力学第一定律及气体压强与温度、体积的关系等。
定义:严格遵从气态方程(pv=(m/m)rt=nrt)的气体,叫作理想气体(ideal gas,有些书上,指符合气体三大定律的气体)。
从微观角度来看是指:分子本身的体积和分子间的作用力都可以忽略不计的气体,称为是理想气体。
扩充:1.分子体积与气体体积相比可以忽略不计。
2.分子之间没有相互吸引力。
3.分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞不造成动能损失。
4.在容器中,在未碰撞时考虑为作匀速运动,气体分子碰撞时发生速度交换,无动能损失。
5.解热学题的时候,简单的认为是分子热能为零,分子动能不为零。
6.理想气体的内能是分子动能之和。
例2 地球是一个庞然大物,直径约为12800 km,与太阳相距1.5×108 km,研究地球绕太阳的公转时,能不能把它看成质点?研究地面上各处季节变化时,能不能把它看成质点?考题方向:本体考察质点及可以视为质点的条件。
若研究地球绕太阳公转时,由于地球本身的大小比地球到太阳的距离小得多,则可以把地球看作质点;但若研究地面上各处季节变化时,则不能把其看作质点。
定义:用来代替物体的有质量的点。
1.质点是一种科学抽象,是一种理想化的模型。
2.质点是对实际物体的近似,这也是物理学中常用的一种重要的研究方法。
3.一个物体能否看成质点,取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计,而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。
4.一个物体能否被看作质点,取决于所研究问题的性质。
即使是同一个物体,在研究的问题不同时,有的情况下可以看作质点,而有的情况可能不可以看作质点。
2.2模型类比法由于物质世界相互联系的性质使自然界各种现象之间、规律之间存在相似性,同时,物质世界的层次性又决定了现象、规律之间本质的差异性。
类比法就是建立在比较和想象的基础上,根据事物在某些属性或关系上的相似(或同一),由此及彼,通过对比分析,作出判断的一种推理方法。
物理模型类比就是根据不同物理模型在某些属性或关系上的相似(或同一)而推导出它们在另一属性或关系上也可能相似(或同一)的一种推理形式。
基于模型类比的方法应具有以下程序:例1 静电场和引力场的模型类比教学例2 在学习电磁波的时候,让学生联想已经学过的机械波的特点,以类比的形式组织联想,思维可以涵盖机械波、光波、电磁波,强调它们的共性比较它们的异性,训练学生的推理能力。
从以上的例子可以看出,随着学生学习的深入,学生掌握的物理知识逐渐形成网络,当中有知识的横向式拓宽,也有递进式的深化。
通过横向扩延和纵向深入,学生的知识和能力就产生质的飞跃,学生的创造性思维发展也就寓于其中了。
在这过程中,模型类比是揭示这些知识内在联系的好方法,通过模型类比,联想、推理出一系列规律,使学生从学会建立物理模型实现到运用物理模型的飞跃。
三、物理模型的应用3.1运用物理模型解题的步骤在教学中,我们希望学生能在特定的情景下,从生动具体的实际问题出发,运用已有知识,根据研究客体的主要特征建立物理模型,并研究与之关联的物理现象、过程,从而建立相应的物理概念,得出物理规律,形成物理结论。
运用物理模型解题的基本程序为:(1)通过审题,提取题目信息.如:物理现象、物理事实、物理情景、物理状态、物理过程等。
(2)弄清题目的主要条件。
(3)寻找与已有信息(熟悉的知识、方法、模型)的相似、相近或联系之处,通过类比联想或抽象概括或原型启发,建立起新的物理模型,将新情景问题转化为常规问题。
(4)选择相关的物理规律求解。
3.2 典型例题例1 放风筝时人要拉着绳子奔跑一段距离以获得升力。
一段时间后,风筝静止在空中。
(1)当风筝在空中处于平衡时,如图所示关于拉绳和风筝的方向中,最合理的图应该是()(2)假设风筝与竖直方向成a=370角,风筝的质量m=0.18kg,面积s=0.125m2,空气沿水平方向吹向风筝的速度为多少?空气密度取1.25kg/m2,求绳子应与竖直方向成多少度的角?绳中拉力为多少?(设气流与风筝的碰撞是完全弹性碰撞,g取10m/s2)解析:(1)水平方向气流吹向风筝产生了垂直风筝表面的作用力,风筝要静止,这个作用力应与重力和拉力的合力为0,只有c图中三力可以平衡,如图所示,故选c。
(2)建立一个柱体模型,假设在极短的时间δt垂直吹到风筝面上的那个极短空气柱的质量为δm,则δm=pδv=pscosa?淄δt ①由题意可知:空气柱碰撞风筝后以原速率返回,以δm 的空气柱为研究对象,受到垂直于风筝的作用力,使垂直风筝方向的动量发生了改变,根据动量定理f’δt=2δm?淄cosa ②由①②得f’=2ps?淄2cos2a代入数据得f’=20n,根据牛顿第三定律知风筝受到的反作用力大小f=20n 。
∴绳子的拉力t =■ =19n.设绳与竖直方向的夹角为θ,则sinθ=■=■。
∴θ=arcsin■技巧点拨:此题首先找出风筝的平衡条件,其次确定空气的流动对风筝产生的作用力的大小和方向。
对气流、液体流、粒子流等连续问题应取一个柱体模型作为研究对象是解题的关键。
另外,运用动量定理时应注意方向性,即在垂直于风筝方向的空气动量发生变化,而沿风筝方向的不变,所以要进行速度的分解。
例2 电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横截面的流体的体积)。
为了简化,假设流量计是如图研所示的横截面为长方形的一段管道,它的长、宽、高分别为图中的a、b、c,流量计的两端与输送流体的管道相连接(图中虚线),图中流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料。
现在流量计所在处加磁感应强度为b的匀强磁场,磁场方向垂直于前后两面,当导电流体稳定地流经流量计时,在管外将流量计上、下两表面分别与一串联了电阻r的电流表的两端连接,i表示测量的电流值。
已知液体的电阻率为ρ,不计电流表的内阻,则可求得流量为:a. ■=(br+p■)b. ■=(ar+p■)c. ■=(cr+p■)d. ■=(r+p■)解析:题中多处用到等效的思想:①由导电液体的流动建立导体棒切割磁感线的模型;②由在磁场中的流动的液体建立电源的模型;③由管道建立电阻的模型。
等效电动势:ebl?淄=bc?淄等效内阻r=p■由闭合电路欧姆定律:i=■=■①流量q= ?淄bc ②联立①②两式得流量q=■(br+p■)。
联想发散:闭合回路中有电流时是一定要有电源的,电源不等同于电池,形式可以是多样的,如感应电动势、霍耳效应等等。
四、结束语在课改中,尤其是在减轻负担增加效率的背景下,丰富的教学内容与不断减少的教学时间是一对十分突出的矛盾。
以现行“人教版”物理教材为例,教材更为注重点面结合,点,主干知识明确,基础知识、基本规律一个都不少,面,增加了许多联系生产生活的实际问题和高新科技内容,使物理知识更贴近生活实际,学生学习物理倍感亲切,同时教材也丰富了课程形式,引入了研究性学习、探索性实验课等等。