關于高中物理模型的認知與思考

張玉燁

【摘要】很多同學都說物理難學，感覺物理難度大，知識點多，體系紛繁復雜，沒有頭緒，感覺永遠有做不完的題，有永遠總結不完的規律。有一種高效物理學習方法，是構建物理模型。

【關鍵詞】物理模型；作用；程序

【中圖分類號】G633 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2017）07-0276-01

一、什么是物理模型

物理主要研究我們身邊事物的規律。為了使繁雜的問題變得形象，從而簡潔高效的處理物理問題，我們就要經常把復雜的實際情況轉化成一定的，簡單的，熟悉的模式，形成一定的經驗性的規律，這些規律就是物理模型。

物理模型就是在抓住主要因素忽略次要因素的基礎上建立起來的，它能具體、深刻地反映事物的本質。物理模型是物理思想的產物，是科學地進行物理思維并從事物理研究的一種方法。因此，在物理學習中，我們要采取忽略某些不太重要的因素，采用理想化的物理模型來代替實在的客體，可以使事物的規律具有比較簡單的形式，便于人們去認識和掌握它們，從而讓物理學習化繁為簡，提高學習效率。

二、物理模型在學習中的作用

建立模型概念，有利于我們理解事物的本質，有利于我們理解和接受新知識和概念。建立概念模型本質上是把與要處理的問題無關的條件以及對當前研究影響很小的次要因素忽略，抓住最主要的因素，認清事物的本質，利用理想化的概念模型解決。如質點、平拋運動、光滑斜面等等。當在理解這些概念時，有時我們很難把握實質，而建立概念模型能使我們對問題的解決思維中，盡可能的提高有效思維的比例。

建立和正確使用物理模型有利于我們將復雜問題簡單化，使抽象的物理問題更直觀、具體、鮮明，突出了事物間的主要和次要關系，便于理解和解決問題。

建立和正確使用物理模型對我們在物理學習及理性思考方面的思維發展、解題能力、處理和解決問題的能力提高等等起著重要的作用?？梢园褟碗s的問題化繁為簡、化難為易，起到事半功倍的效果。

物理模型可以讓我們把許多復雜的物理問題總結成一類問題，在以后的相似問題上提供簡單思路以供比較，還可以讓我們更好的處理生活中實際問題。

三、常見的物理模型

對于高中階段的物理知識，可歸納建立以下相關模型：

1.物理對象模型化。物理中的某些客觀實體，如質點，舍去物體的形狀、大小、轉動等性能，突出它所處的位置和質量的特性，用一有質量的點來描繪，這是對實際物體的簡化。類似質點的客觀實體還有彈簧、單擺、理想電流表、理想電壓表等。

2.物體所處的條件模型。在物理研究中，當有的條件的影響很小，可以忽略不計時，可以忽略這些條件。當研究物體在空中平拋運動時，水平風力與空氣阻力可以舍去不考慮，只考慮重力的作用以及初速度，使問題得到簡化。類似的模型還有光滑面、勻強電場等等。

3.物理狀態和物理過程的模型化。在研究物體運動和變化過程時，有的因素影響可以忽略不計，就把這些因素忽略了，運動就的到簡化。如自由落體運動、勻速勻變速直線運動、平拋運動等。

4.理想化實驗。這一中就是在實驗的基礎上，抓住主要問題，忽略次要條件，根據邏輯，對實驗過程進行進一步的分析、推理，找出其規律。

5.數學物理結合模型。我們所學習的一切規律，在原則上都可以在數學學習中找到它們對應的表現形式。在創立物理模型的同時，也在創立對應的物理狀態及物理過程的數學模型。雖然這種解決方法只是建立一種問題的一種求解近似情況的模型，但以物理模型為描述對象的數學模型，可以是客觀實體的近似的定量描述。例如，在研究外力一定時加速度和質量的關系實驗中，認為小車受到的拉力等于砂和砂桶的重力，其實，小車受到的拉力不正好等于砂和砂桶的總重力。只有砂和砂桶的總質量遠小于小車和砝碼的總質量時，才可近似地取砂和砂桶的總重力為小車所受的拉力，這就是我們采取簡化計算的一種數學模型。

6.實際解題中的物理模型。習題中經常有一些題目非常相似，如果忽略它們的細小的差別，可將它們歸為習題中的物理模型。此類物理模型有：細繩模型、小船渡河模型、彈簧模型等。

四、運用物理模型解題的基本程序

要想正確運用物理模型，必須要做好以下幾點：一是揣摩題目信息，找到主要研究對象與要點。如：物理現象、物理事實、物理情景、物理狀態、物理過程等。二是弄清題給信息中什么是主要因素、哪些是次要因素。三是尋找與已有知識（熟悉的知識、方法、模型）的相似、相近或聯系，通過類比，聯想，抽象概括，合理推理，形式啟發，建立起新的物理模型，將新情景問題轉化為常規問題）。四是選擇相關的物理規律和公式求解。

五、使用模型應注意的問題

物理模型的建立和應用，對我們學習高中物理知識很有好處，但也不能隨便使用，應用物理模型要注意，每種模型都是在各自適用條件下使用的，建立和使用物理模型，可使問題的處理簡化而又不會發生較大的偏差，但也要具體問題具體分析。例如，在研究地球繞太陽公轉運動的時候，地球的形狀、大小可以忽略不計，這樣就可以把地球當作一個“質點”來處理；但在研究地球自轉時，地球上各點的轉動半徑不同，地球的形狀、大小不可以忽略，不能把地球當做質點來處理。還有，每種物理模型都是在不斷改進的，我們必須要及時掌握，不斷地學習改進。

總之，建立正確的物理模型可使我們對物理本質的理解更加細致深入，對物理問題的分析更加清晰明了。格物致知，我們高中學生一定要做好對物理模型的學習與研究，增強我們的學習能力，向揭開大自然的奧秘進發！

參考文獻

[1]徐衛兵.物理模型的構建[J].物理教學探討，2003，21.

[2]王溢然.幾種典型的物理模型[J].中學生物理思維方法叢書：模型，2015，10.endprint