浅谈浅谈“物理思想之物理模型”

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简述物理模型概念及组成部分

简述物理模型概念及组成部分

简述物理模型概念及组成部分
物理模型是指通过对现实世界中物体、系统或现象进行抽象和描述,以便进行理论分析、实验验证或预测的一种方法。

它是将复杂的现实世界简化为较为简单的数学或几何表达形式,以便研究和理解。

物理模型主要由以下几个组成部分构成:
1. 假设和理论:物理模型的基础是对现实世界的假设和理论。

假设是对现实世界中物体、系统或现象的简化描述和规定,而理论则是对这些假设进行解释和推导的科学原理。

2. 变量和参数:物理模型中的变量是描述物体、系统或现象状态的量,可以是时间、空间、质量、力等。

参数是物理模型中的常量,用于规定和调整模型的特性。

3. 方程和关系:物理模型的核心是通过方程和关系表达变量之间的相互关系。

这些方程和关系可以是线性的,也可以是非线性的,用于描述物体、系统或现象的运动、变化或相互作用。

4. 边界和初值条件:物理模型需要规定边界和初值条件,以确定系统的运行范围和初始状态。

边界条件是模型适用的约束条件,初值条件是在系统开始时给定的初始条件。

5. 解析和数值方法:物理模型可以通过解析方法或数值方法求解,以获得对系统行为的深入理解。

解析方法是通过数学手段求解模型的解析表达式,数值方法是通过计算机模拟和数值计算得到近似解。

物理模型的应用非常广泛,涉及物理学、工程学、生物学等众多领域。

它可以帮助科学家和工程师研究自然规律,预测系统行为,优化设计和控制,推动科学技术的发展。

然而,物理模型也存在一定的局限性,因为它们是对现实世界的简化和理论描述,往往无法完全涵盖所有的复杂性和变化性。

因此,在应用物理模型时需要注意模型的适用性和合理性。

浅谈高中物理教学中的建模思想

浅谈高中物理教学中的建模思想

浅谈高中物理教学中的建模思想物理学是研究物理现象及其变化规律的科学。

事物之间复杂的相互联系,一方面反映了必然联系的规律性,同时又存在着许多偶然性,使我们的研究产生了复杂性。

为了使研究变为可能和简化,常采取先忽略某些次要因素,把问题理想化的方法。

这就是先建立物理模型,然后在一定条件下,用于处理某些实际问题。

物理模型是把研究对象抽象成某种理想模型,然后研究理想模型的物理过程并选用正确的物理方法。

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,它能具体、形象、生动、深刻地反映事物的本质和主流。

一、物理建模在教学中有巨大的作用物理模型是对物理现象本质属性的抽象和纯化,突出反映了它所代表的原型的性质和规律。

物理学研究的基本方法是通过观察和实验提出模型假设,再经过实际应用与实验加以检验和修正,从而建立正确的物理模型。

学生的对物理学的认知过程,也是在原有的认知结构中不断建立一系列新的“物理模型”,从而进行知识的积累与深化的过程。

因此在物理教学中,增强“建模”意识,重视物理模型的教学,既有利于学生掌握物理知识,提高应用知识的能力,也可以引导学生形成科学的学习习惯和方法,提高学生素质。

建立和正确使用物理模型可以提高学生理解和接受新知识的能力。

使学生学习这些新知识时容易理解和接受。

建立和正确使用物理模型有利于学生将复杂问题简单化、明了化,使抽象的物理问题更直观、具体、形象、鲜明,突出了事物间的主要矛盾。

建立和正确使用物理模型对学生的思维发展、解题能力的提高起着重要的作用。

可以把复杂隐含的问题化繁为简、化难为易,起到事半功倍的效果。

二、基本模型的建立基本物理模型是关于物理现象的一般性模型,反映了物理学的基本规律,因此建立好基本模型是物理教学的基础性工作。

学生通过观察、思考,在对物理现象的感性认识基础上形成与相应的物理概念、规律相结合从而在认知结构中建立起崭新的物理模型,这是模型认知的一般规律。

物理教学中,可利用多种形象、直观的教学手段,充分展示物理现象中的各状态及过程的物理图景,帮助学生认识模型形式及内含的物理规律,这样既能激发学生的兴趣又可有效地降低学生建立模型的难度,提高学习效率。

物理模型知识点总结

物理模型知识点总结

物理模型知识点总结物理模型是指对客观世界的抽象和简化,以便进行物理分析和预测的数学表达或图形表达。

物理模型能够帮助科学家理解自然现象,预测实验结果,开发新技术和解释已有的实验结果。

本文将从物理模型的基本原理、分类、应用以及发展趋势等方面进行总结。

一、物理模型的基本原理1. 物理模型的基本原理物理模型是利用数学和物理原理对真实世界进行抽象和简化的工具。

它是对自然现象进行定量描述的数学方程或图表。

物理模型的基本原理包括:a.抽象和简化:物理模型对真实世界进行抽象和简化,只考虑影响最主要的因素,忽略次要的因素。

b.定量描述:物理模型能够将自然现象进行定量描述,能够利用数学方程等进行精确计算和预测。

c.实验证实:物理模型必须经过实验证实,验证模型的准确性和可靠性。

2. 物理模型的建立过程物理模型的建立过程包括以下几个步骤:a.提出问题:科学家首先提出需要解决的问题,明确研究的目标和方向。

b.模型假设:研究者对问题进行分析,提出合理的假设,确定需要考虑的因素和变量。

c.建立模型:根据模型假设和问题的特点,利用数学方程或图表等进行模型的建立。

d.模型验证:经过建立的模型进行实验证实,验证模型的准确性和可靠性。

e.模型应用:利用建立的模型进行问题的分析和预测,得出结论和解决问题。

二、物理模型的分类1. 力学模型力学模型是对物体运动和相互作用的模型,包括牛顿力学、静力学、动力学、弹性力学等。

力学模型能够预测物体的运动轨迹、速度、加速度以及相互作用力等。

2. 热力学模型热力学模型是对物体热量传递和热力学过程的模型,包括热力学循环、热力学平衡、热力学过程等。

热力学模型能够预测物体的热平衡状态、工作热效率和热能转化效率等。

光学模型是对光的传播和现象的模型,包括光的折射、反射、色散、干涉、衍射等。

光学模型能够预测光的传播路径、光的色彩和光的干涉图案等。

4. 电磁模型电磁模型是对电场和磁场的模型,包括库仑定律、安培定律、麦克斯韦方程等。

浅谈物理模型的学习及理解

浅谈物理模型的学习及理解

浅谈物理模型的学习及理解我们知道,建立物理模型是物理学研究问题的基本方法之一。

对于任意一个实际物体,因其自身的形状、体积、组成的均匀性等多方面的情况,使其在一个实际环境中的物理表现就不具有多少规律性,而物理学的分析问题的基本方法,如受力分析等,对此当然既不能定量描述,甚至也不能定性地分析。

这是我们每个学习了基本物理学知识的人必然都形成的观念。

那么,我们如何学习和理解物理模型呢?我想物理模型的建立是为了突出问题的实质,从而进一步建立理论,能在实验室中进行有针对性的验证或探索等。

从中,我们进一步能体会物理模型(或说概念)本身的重要性。

但需要过分地基于模型本身进行“深挖”和无休止地讨论吗?我感到这种问题是不能确定性地回答的,套用物理学的一个出发点,即具体问题应具体分析。

1.一些“定势”的影响我们新课标人教版教材物理1中(现已经删除)有一习题,大致内容是:高速飞行的子弹射穿一个吊着的苹果,在射穿苹果的短暂过程中,问子弹能被看成是“质点”吗?答案是不能。

有老师指出,在穿透苹果的短暂时间内,子弹整体作平动,即子弹上各点的运动情况相同,因此,子弹可看成质点。

我本人写过一道题:物理学研究问题一般是通过建立物理模型进行的,质点就是一个物理模型。

关于质点,以下说法正确的是A.研究地球的自转时,把地球当作质点B.研究火车通过隧道所用的时间时,把火车当作质点C.研究宇宙飞船在轨道上的运动时,把飞船当作质点D.研究跳水运动员的空中运动情况时,把运动员当作质点有老师提出B答案也是正确的。

我们仔细思考上面的问题,其实所要表述的思想是明确的,我们都明白其中的物理问题,应该说这两题的考核目标达到了。

当然,仅仅从一个题目求解的角度来看,老师的质疑也是合理的。

如果我们把题目的要求改为“在以下各问题的分析处理中,所采取的方法合理的是?”的话,那么,无论是从概念上分析,还是从物理问题的阐述的层面上看,就都有意义了。

2.平面运动的研究透过以下的介绍,有助于我们合理地理解、把握物理模型的建立和运用。

物理必修一知识点总结物理模型

物理必修一知识点总结物理模型

物理必修一知识点总结物理模型标题,物理必修一知识点总结,物理模型。

物理模型是物理学中一个重要的概念,它是用来描述和解释自然现象的抽象化的数学或概念性工具。

物理模型可以帮助我们理解自然规律,预测物理现象,甚至设计新的科技产品。

在物理必修一课程中,我们学习了很多关于物理模型的知识,下面我将对这些知识进行总结。

首先,物理模型可以分为理论模型和实验模型。

理论模型是基于理论推导和数学方程的模型,它们通常是通过物理定律和数学公式来描述自然现象。

实验模型则是通过实验数据和观测结果来建立的模型,它们是通过实验验证和观测得出的。

理论模型和实验模型相辅相成,相互验证,共同构成了我们对自然规律的理解。

其次,物理模型可以分为宏观模型和微观模型。

宏观模型是用来描述宏观物体运动和宏观现象的模型,比如牛顿运动定律和热力学定律等。

微观模型则是用来描述微观粒子的运动和微观现象的模型,比如原子结构和量子力学等。

宏观模型和微观模型相互联系,宏观规律可以通过微观粒子的运动来解释,微观规律也可以通过宏观现象来验证。

最后,物理模型的建立需要考虑到模型的简化和适用性。

物理模型通常是对复杂自然现象的简化,它们只考虑对研究问题最重要的因素,忽略其他次要因素。

同时,物理模型也需要考虑到适用范围,即在什么条件下模型是有效的。

不同的物理模型适用于不同的情况,我们需要根据具体问题来选择合适的模型。

总之,物理模型是物理学研究的重要工具,它们帮助我们理解自然规律,预测物理现象,甚至设计新的科技产品。

在物理必修一课程中,我们学习了很多关于物理模型的知识,这些知识将对我们今后的学习和科研工作产生重要的影响。

希望大家能够认真学习物理模型的知识,掌握其基本原理和应用方法,为将来的学习和科研打下坚实的基础。

浅谈“物理模型”教学

浅谈“物理模型”教学

浅谈“物理模型”教学作者:高长宇来源:《中学教学参考·理科版》2011年第03期物理教学中“模型”教学贯穿整个中学物理教学的始终,在教学中具有实际意义和重要作用。

通过物理模型的教学能让学生充分理解物理概念、物理过程、物理条件等,能将理论知识与实际有机结合,有助于消化、掌握、深化理论知识,从而提高学生多方面的能力和综合素质。

一、物理模型物理模型就是采用理想化方法,通过对原型客体在一定条件下,经过“去粗取精,去伪存真、由此及彼、由表及里”,抓住主要矛盾,抽象出同类原形客体的共同特性而建立的一种理想模型,它主要分为以下几种类型。

一是物理对象模型,就是将研究对象模型化,即忽略对象的次要因素,抓住主要因素,能反映该对象的本质和主流的理想化模型,如质点、点电荷、薄透镜、点光源等。

二是物理过程模型,就是将物理过程模型化,将复杂的物理过程经过分析、分解、抽象、取舍、保留主要的、简化的、易于理解的物理过程,如简谐运动,匀速直线运动,匀速圆周运动,平抛运动,气体的等压、等容、等温变化等。

三是物理条件模型,就是物理条件模型化,将条件中的次要因素略去,抓住主要因素。

如单摆的运动,忽略单摆摆线的形变,将轨迹以曲代直;研究机械能转化守恒时,忽略阻力作用;研究地球公转时,忽略地球大小和自转等条件理想化处理。

四是理想实验模型,就是人们在科学实验的基础上,运用逻辑推理方法和发挥想象力,把实验条件和研究对象加以理想化和抽象等想象出来的一种实验。

如伽利略在发现惯性定律时所设想的在纯粹理想状态下的斜槽实验。

五是复合模型,就是在某一复杂物理过程中,发生的物理变化不止一种,或者有多个研究对象,即含有多种模型交织在一起的复杂模型。

中学常见的物理模型主要有两种:一是研究对象的模型化处理,二是运动变化过程的理想化处理。

中学课本中的模型种类可分为实物模型、理论模型(亦称过程模型)。

凡是以具体事物的造型建立的模型属于实物模型,如质点、轻杆、轻质弹簧、分子、原子、电场线、磁感线等。

浅谈“物理模型”在物理教学的运用

浅谈“物理模型”在物理教学的运用

浅谈“物理模型”在物理教学的运用物理学是一门研究物质最普遍、最基本的运动形式的自然科学。

所有的自然现象都不是孤立的,事物之间有着复杂的相互联系。

由于规律性和偶然性并存,使物理的研究变的错综复杂。

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,它能具体、形象、生动、深刻地反映事物的本质和主流。

例如,在研究物体的机械运动时,实际上的运动非常复杂,但为了使研究简化,我们引入了匀速直线运动、匀变速直线运动、简谐运动等理想化的运动。

这就是先建立物理模型,然后在一定条件下,用于处理某些实际问题。

1 物理模型在教学中的作用建立和正确使用物理模型可以提高学生理解和接受新知识的能力。

例如运动学中建立了“质点”模型,为学习质点的运动、万有引力定律,以及电学中的“点电荷”模型、光学中的“点光源”模型等奠定了良好的基础。

使学生学习这些新知识时容易理解和接受。

2 中学物理中常见的物理模型物理模型是物理思想的产物,是科学地进行物理思维并从事物理研究的一种方法。

就中学物理中常见的物理模型,可归纳如下几种。

物理对象模型化。

物理中的某些客观实体,如质点,舍去物体的形状、大小、转动等因素,突出它所处的位置和质量的特性,用一有质量的点来描绘,这是对实际物体的简化模型——质点。

类似质点的客观实体还有点电荷、弹簧振子、单摆、理想电表等。

物体所处的条件模型化。

当研究带电粒子在电场中运动时,因粒子所受的重力远小于电场力,可以舍去重力的作用,使问题得到简化。

力学中的光滑面;热学中的绝热容器、电学中的匀强电场、匀强磁场等,都是把物体所处的条件理想化了。

物理状态和物理过程的模型化。

例如,力学中的自由落体运动、匀速直线运动、简谐运动、弹性碰撞;电学中的稳恒电流、等幅振荡;热学中的等温、等容、等压变化等。

理想化实验。

在实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,根据逻辑推理法则,对过程进一步分析、推理,找出其规律。

例如,伽利略的理想实验为牛顿第一定律的产生奠定了基础。

浅谈“物理模型”的作用及其建立

浅谈“物理模型”的作用及其建立

浅谈“物理模型"的作用及其建立布鲁纳的发现法学习理论认为:“认识是一个过程,而不是一种产品”。

探究式学习法是学习物理的一种重要的认知方法;它以学生的需要为出发点,以问题为载体,从学科领域或现实社会生话中选择和确定研究主题,创设类似于科学的情境,通过学生自主、独立地发现问题、实验探究、操作、调查、信息搜集与处理、表达与交流等探索活动,获得知识技能,发展情感与态度,培养探索精神和创新能力的学习方式.在这探究式学习的过程中,最难的一点在于如何创设科学的物理情境;这个科学物理情境的创建过程就是“物理模型”的建立过程.所以说要想学好中学物理,就要学会对生活中的现象多观察,多思考,并能从中学会如何建立“物理模型”。

一、什么是“物理模型”自然界中任何事物与其他许多事物都有这千丝万缕的联系,并处在不断的变化当中。

面对复杂多边的问题,人们在着手研究时,总是遵循这样一条重要的法则,即从简到繁,从易到难,循序渐进,逐次深入;基于这样一种思维,人们创建了“物理模型”,物理模型是指:物理学所分析的、研究的问题往往很复杂,为了便于着手分析与研究,物理学中常采用“简化"的方法,对实际问题进行科学抽象处理,用一种能反应原物本质的理想物理(过程)或遐想结构,去描述实际的事物(过程),这种理想物质(过程)或假象结构称之为“物理模型”。

物理模型的建立是人们认识和把握自然的一个典范,是前人的一种创举。

二、物理模型的种类和特点1、中学中常见物理模型的种类(1)研究对象理想化模型,例如:质点、刚体、理想气体、恒压电源等;(2)运动变化过程中理想化模型,如:“自由落体运动"、“简谐运动”、“热平衡方程"等等。

这些都是把复杂的物理过程理想化了的“物理模型"。

2、物理模型的特点(1)物理模型是形象性和抽象性的统一,物理模型的建立是舍弃次要因素,把握主要因素,化复杂为简单,完成由现象到本质,由具体到抽象的过程,而模型的本身又具有直观形象的特点。

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浅谈“物理思想之物理模型”中学物理教学是为了达到一定的教学目的,根据学生的已有基础、认知水平和思维能力,从有利于今后学生发展的观点出发,对有关的物理学的内容进行由简单到复杂、从条件到结果、从现象到本质重新组织和系统构建形成教材,并在教师的“教”和学生的“学”这一教学活动而构成的一门学科教学。

在这个教学全过程中,物理教学不仅仅是一个传授物理知识的简单过程,而更应该是一个传授物理知识的同时贯穿物理思想方法的过程。

作为一个教师不管他是否意识到,在教学过程中,知识的发生过程就是物理思想方法的运用过程和学生物理思想的领会过程。

同时教师也在用自己的世界观、对物理问题的科学思想和科学方法以及教师对物理思想方法的理解等潜移默化地影响学生、感悟学生和培育学生。

而学生在学习物理知识的过程中同时也在通过自己的努力领会并掌握物理思想方法,提高自己的求知能力、实践能力和创造能力,从而发展和完善自己的物理科学素质。

所以,时代赋予了中学物理教学新的内涵,教师不能仅仅局限于知识教学与技能的培养,更重要的是在物理知识教学的过程贯穿物理思想方法,用物理思想方法统率物理教学,从而提高物理科学素质。

这样我们的物理教学才能上升为大物理教学,即以物理学科为主要内容的、以提高学生科学素质为目的的物理教育。

在中学物理教学中加强物理思想方法的教育,使学生在学习物理知识的同时,掌握物理思想方法是大物理教育的一个重要方面。

学生在认知过程和解决问题的过程中离不开物理思想方法的指导。

物理思想方法在学生的学习过程中起着举足轻重的作用。

巴甫洛夫曾说过:“有了良好的思想方法,即使是没有多大才干的人也能做出许多成就。

如果思想方法不好,即使有天才的人也将一事无成。

”英国著名物理学家玻恩在1954年接受诺贝尔奖时说:“我荣获1954年的诺贝尔奖与其说是我发表的工作里包括了一个自然现象的发现,倒不如说是那里包括了一个关于自然现象的新思想方法基础的发现。

”爱因斯坦也说过:“像我这样类型的人,一生中主要的东西,正是在于他想的是什么和他是怎样想的,而不是在于他做的和经受的是什么。

”所以,要“培养能够适应新世纪科技革命需要和善于对国际竞争的新型人才。

”就必须在学生的认知过程中加强思想方法教育。

通过物理思想方法教育,可以显著提高学生的物理科学素质,从而促进学生自主、持续、终身地发展。

“从实际问题到理想化模型”,这由浅入深的过程闪耀着物理思想方法的火花。

例如从单一质点到连续介质问题(如机械波的传播中的连续介质问题需要通过理想化物理模型的思想方法的物理思想方法处理)。

物理模型的建立在物理学史上有着其重要的作用。

“物理模型”的建立,是一种严密的正确的思维方法,其思维过程非常明显,分析好每一个“物理模型”的建立思维很重要,以“质点”这个“物理模型”为例,为什么要将物体简化为质点?在什么时候什么物体可以简化为质点?质点的概念很简单,如果只教会学生质点的概念,而没有使学生明确这种建立“物理模型”的思维过程以及运用“物理模型”建立概念的基本方法和思路,这将是教学上的一重大失误!一、“物理模型”是什么?物理学所分析的、研究的实际问题往往很复杂,为了便于着手分析与研究,物理学中常常采用“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)或暇想结构,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”。

因此,物理模型是人们通过科学思维对物理世界中的原物的抽象描述;是按照物理学研究的特定目的,用物质形式或思维形式对原型客体本质关系的再现。

人们通过对物理模型的认识与研究,去获得关于原型客体的知识及其在自然界中的运动变化规律,它是一种物理科学研究的常用方法。

二、物理模型的特点l、物理模型是抽象性和形象性的统一。

物理模型的建立是舍弃次要因素,把握主要因素,化复杂为简单,完成由现象到本质、由具体到抽象的过程,而模型的本身又具有直观形象的特点。

2、物理模型是科学性和假定性的辩证统一,物理模型不仅再现了过去已经感知过的直观形象,而且要以先前获得的科学知识为依据,经过判断、推理等一系列逻辑上的严格论证,所以,具有深刻的理论基础,即具有一定的科学性。

理想模型来源于现实,又高于现实,是抽象思维的结果。

所以又具有一定的假定性,只有经过实验证实了以后才被认可,才有可能发展为理论。

3、模型是在一定条件下使用的。

建立物理模型,可是问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差。

现实世界中,有许多事物与这种“理想模型”十分接近,在一定场合、一定条件下,可近似,可以把实际事物当作“理想模型”来处理,但也要具体问题具体分析。

例如,质点模型。

研究体操运动员在平衡木上的动作时,不能把运动员看作质点。

研究百米赛跑运动员的速度时,能把运动员看作质点。

研究自行车的车轮绕车轴的运动时,不能把自行车看作质点。

研究马路上行驶的自行车的速度时,能把自行车看作质点。

原因:研究运动员的表演动作时,需要评判的就是运动员的翻腾等动作,此时,运动员身体各部分的运动情况不完全相同,故不能看作质点;"中自行车的车轮在绕车轴转动时,车轮及辐条上各点的运动情况不完全相同,它的形状和大小起主要作用,不能忽略,故不能看作质点。

"相反其余两种情况的物体本身的大小比它们的运动范围小的多,属于次要因素,可以忽略它们形状和大小,故可看作质点。

4、物理模型是不断发展与完善的。

随着社会的进步,人类对事物的本质认识也是不断深入和提高的,物理模型也相应地得到更好的改善。

例如,原子模型的提出就是一个不断完善的过程。

从起初的原子不可分割(atom),到汤姆生的“枣糕式”原子模型,进而由卢瑟福提出的“原子核式结构”模型,再到波尔的原子“轨道量子化”(能级假设、跃迁假设、轨道假设),这漫长的进步过程无不说明这个问题。

三、为何要建立物理模型研究任何物理现象,都应分清主要因素和次要因素.例如:电学中研究带电体之间的相互作用力,它与带电体的电荷多少,带电体的形状大小,带电体之间的相对位置及介质等多种因素有关,情况是复杂的.若不分轻重地考虑各种因素,非但不能得出精确结果,反之还会对复杂现象的研究感到束手无策.通过不断探索,科学家创立了有效的模型方法:突出对所要研究问题起主要作用的因素,略去次要因素,构建了许多合理的“理想模型”,有效地解决了对复杂问题的研究.就带电体间的相互作用而言,实验表明:在真空中,随着带电体之间距离的增大,它们的形状、大小的影响逐渐减小,当远到一定程度时,起决定作用的就是带电体的电荷量,其形状、大小都是无关紧要的,可忽略不计,于是建立了“点电荷”模型,库仑定律反映的就是两个点电荷之间的相互作用规律.而实际问题中的带电体能否看作点电荷,需视具体情况而定.对一般的带电体而言,可看作无数点电荷的集合体,借助叠加原理,根据库仑定律原则上可求出任意带电体之间的相互作用力.可见,没有“点电荷”这个理想模型的建立,就无法计算出带电体之间的相互作用力.“物理模型”的建立有助于对客观物理世界的真实认识,达到认识世界,改造世界,为人类服务的目的。

也可以这样说,离开物理模型,就无法进行物理学的研究.从教学的角度看:第一,建立和正确使用物理模型可以提高学生理解和接受新知识的能力。

例如,我们在运动学中建立了学生第一次接受的物理模型——“质点”模型,学生对这一模型有了充分的认识和足够的理解,为以后学习质点的运动、万有引力定律、物体的平动和转动,以及电学中的“点电荷”模型、光学中的“点光源”模型等奠定了良好的基础。

使学生学习这些新知识时容易理解和接受。

第二,建立和正确使用物理模型有利于将复杂问题简单化、明了化,使抽象的物理问题更直观、具体、形象、鲜明,突出了事物间的主要矛盾。

第三,建立和正确使用物理模型对学生的思维发展、解题能力的提高起着重要的作用。

可以把复杂隐含的问题化繁为简、化难为易,起到事半功倍的效果。

第四,物理模型构建过程是培养学生创新能力的重要途径。

在物理学史中,每个具有代表性的理想化模型的提出,都标志着一种新思想的诞生,对物理学的发展起推动作用,对自然界的解释又清晰了。

四、中学物理中常见的物理模型物理模型是物理思想的产物,是科学地进行物理思维并从事物理研究的一种方法。

就中学物理中常见的物理模型,可归纳如下:1、物理对象模型化。

物理中的某些客观实体,如质点,舍去物体的形状、大小、转动等性能,突出它所处的位置和质量的特性,用一有质量的点来描绘,这是对实际物体的简化。

当物体本身的大小在所研究的问题中可以忽略,也能当作质点来处理。

类似质点的客观实体还有刚体、电电荷、薄透镜、弹簧振子、单摆、理想气体、理想电流表、理想电压表等等。

2、物体所处的条件模型化。

当研究带电粒子在电场中运动时,因粒子所受的重力远小于电场力,可以舍去重力的作用,使问题得到简单化。

力学中的光滑面;热学中的绝热容器、电学中的匀强电场、匀强磁场等等,都是把物体所处的条件理想化了。

3、物理状态和物理过程的模型化。

例如,力学中的自由落体运动、匀速直线运动、简谐运动、弹性碰撞;电学中的恒定电流、等幅震荡;热学中的等温变化、等容变化、等压变化等等都是物理过程和物理状态的模型化。

4、理想化实验。

在实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,根据逻辑推理法则,对过程进一步分析、推理,找出起规律。

例如,伽利略的理想实验为牛顿第一定律的产生奠定了基础。

5、物理中的数学模型。

客观世界的一切规律原则上都可以在数学中找到他们的表达式。

在建造物理模型的同时,也在不断的建造表现物理状态几物理过程规律的数学模型。

当然,由于物理模型是客观实体的一种近似,以物理模型为描述对象的数学模型,也只能是客观实体的近似的定量描述。

例如,在研究外力一定时,加速度和质量的关系实验中,认为小车受到的拉力等于砂和砂桶的重力,其实,小车受到的拉力不正好等于砂和砂桶的总重力。

只有砂和砂桶的总质量远小于小车和砝码的总质量时,才可近似地去砂和砂桶的总重力为小车的拉力,这是我们采取简化计算的一种数学模型。

单摆作简谐运动时,为什么要求摆角小于10度?这是因为只有在这种情形下,单摆的恢复力才近似与位移成正比,才满足简谐运动的条件。

五、物理模型在教学中的应用1、建立模型概念,理解概念实质。

概念是客观事物的本质在大脑中的反映,客观事物的本质属性是抽象的、理性的。

要想使客观事物在人脑中有深刻的反映,必须将它与人脑中已有的事物联系起来,使之形象化、具体化。

物理模型大都是以理想化模型为对象建立起来的。

建立概念模型实质上是撇开与当前考察无关的因素以及对当前考察影响很小的次要因素,抓住主要因素,认清事物的本质,利用理想化的概念模型解决实际问题。

如质点、刚体、理想气体、点电荷等等。

学生在理解这些概念时,很难把握其实质,而建立概念模型则是一种有效的思维方式。

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