淺談輕桿模型的物理蘊涵

摘要：介紹輕桿模型的作用力、速度、做功特點，并結合習題實例應用于高中物理教學中，為高中物理教學提供有益啟示。

關鍵詞：輕桿模型，物理教學，蘊涵

桿是日常生活中不可缺少的用品，也是中學物理中被頻繁應用的分析對象之一。歷年的高考物理題中經常有輕桿模型出現。在中學物理中常把桿抽象成硬的、不可伸長的理想化模型，其中不考慮其質量時被稱為輕桿模型，簡稱輕桿。輕桿在不同的題設環境里有著特定的物理蘊涵，下面筆者從以下三個方面對輕桿模型的物理蘊涵作一個分析：輕桿模型的作用力特點，輕桿模型的速度特點，輕桿模型的做功特點。

一、輕桿模型的作用力特點

本題涉及的運動過程蘊含了一個輕桿模型的做功特點，而輕桿的做功特點又與它的作用力特點和速度特點有著因果關系。由速度投影定理可知，A球到達豎直槽底部時水平分速度為0，所以此時桿和B球的速度為零，C是正確的。說明B球的速度是從0增大又減小為0，所以B球的機械能先增大后減小。又由于A、B和桿組成的系統機械能是守恒的，所以Z球的機械能先減小后增大，A正確。由A、B機械能的變化情況可知，輕桿對A球先做負功再做正功，對B球先做正功再做負功。建立在做功的基礎上不難推理出做正功和做負功轉換的瞬間桿對A球和B球的作用力為零。

四、教學啟示

抽象物理模型是在一定條件下進行的，所以用理想模型解決問題一定要注意使用范圍，不同的物理模型有時也有相同的物理蘊含。例如輕桿模型和輕繩模型就具有相同的速度特點。而相同的物理模型在不同的環境里物理蘊含卻又不盡相同。這就需要我們的學生能夠加以區別，用不同的規律來解決。總之，在解題過程中，針對某些特定的物理模型，物理情景總結他們的一些規律，掌握它們的特點，對物理的解題能力的提升不失為一種好的方法。