基于“輕繩、輕彈簧的力學分析”為例探討高中物理解題模型設計

李玉兵

【摘 要】在“輕繩、輕彈簧的力學分析”物理知識的模型建設時，要按照模型建設的原則來進行，能夠在簡化理論知識的基礎上，構建理想模型。教師在建設模型時，要將物理題中的干擾項排除，找出實際求解條件，設計統一的模型來進行答題，提高物理教學水平。

【關鍵詞】高中物理；模型構建；力學

現代教育不僅是教授學生知識，更將學習內容與生活相連，滿足社會對人才的需求，高中物理也是如此，教學知識的實踐性增強，就目前高中物理教學現狀觀察，教學的實踐性不斷增強，主要表現在物理題解的模型構建上，通過構建模型，將理論化知識應用在具體實踐過程中，利用立體化物理模型，降低物理知識難度，將抽象化的知識形象化，在學生腦海中構建知識模型，提高物理學習的效果。高中物理力學知識教學中，構建模型是最常見的解題方法，尤其是在輕繩、輕彈簧的力學分析上，將抽象化的“力”通過模型形象化，將力的相互作用表現出來。

一、高中物理知識模型的構建

高中物理知識模型的構建主要是將抽象的物理知識形象化，降低抽象理論的理解難度。模型構建是受到學生想象力的限制作用，現代教育要求發散學生的思維，使學生能夠在模型構建的過程中，不斷豐富自身的空間想象力和邏輯思維能力，同時要注意構建模型并不是毫無原則，模型的構建要遵守以下幾個原則：

首先，模型的構建要突出主要問題。物理模型構建的主要目的是要實現物理解題，在構建模型時，要注意將最基本的知識簡化為模型，能夠通過構建的模型經要解決的問題表現出來。在構建模型時，注意區分干擾因素，盡可能構建關鍵詞，減少不必要詞語的干擾，盡量簡化模型，簡化物理問題。

然后，模型的構建是客觀存在的。物理知識的嚴謹性很強，在模型的構件上，應該將模型與知識相關聯依附于問題本身，不能使構建的模型脫離實際問題；還有在構建模型時，切忌主觀臆測，憑借主觀判斷進行模型構建，這種做法導致模型無法發揮本身的解構作用，最終造成模型構建不準確。

最后，模型構建遵循科學原則。模型本身的構建過程就是科學實踐的過程，在模型的構建上，要注意不違背科學原則，不能夠追求降低知識難度，忽視客觀理論。

二、輕繩力學分析的模型構建策略

構建“輕繩”模型首先要了解力學的相關知識，對于相關假設進行模型構建和分析，物理力學知識的相關假設有：力量傳遞介質的自身質量忽略不計的前提下，彈力或拉力方向與輕繩或輕彈簧平行；輕繩不會受自身拉力影響，不會出現彈力的變化，長度變化的情況，一般都是在可控范圍內，能夠隨意改變輕繩的自身的拉力、彈力。

關于輕繩的結點問題，若無結點，那么拉力在同根繩任何位置上恒等；若有結點，則將輕繩看作兩條獨立的繩，拉力的大小則要看實際數據。

1.輕繩無結點，拉力恒等

模型如圖1所示：

解析：作用于彈簧秤的兩個外力不相等，拉力做勻加速運動，隔離外殼及彈簧秤鉤，其秤鉤及彈簧是輕質的，M=0，彈簧的手里作用如圖6所示：

具體的運動過程如下：

F1-T=Ma=0 計算T與F2的關系，計算公式為T-F2= ma，由于ma=0，將0帶入式子中可得T=F2，由此可知彈簧兩端的作用力皆為F2，同根彈簧各張力點的作用力相等。

結語

在現代物理解題中應用模型解構，降低物理知識的難度，有效的實現知識的實踐化，能夠將物理知識與模型實踐結合起來，提高物理學習的質量。模型構建的用途之一就是力學的相關知識，通過輕繩、輕桿和輕彈簧的理想化模型的構建，解決力學問題。

【參考文獻】

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[2]曹力峰.力學中常見的三種模型——對“輕桿、輕繩、輕彈簧”理解與應用[J].課程教育研究，2013（26）：160-160