物理建模在教與學(xué)實踐中的應(yīng)用

鄒永榮

(福建省上杭縣第二中學(xué) 364200)

物理建模是用物理知識解決物理問題的具體體現(xiàn).授課中為使學(xué)生搞清楚相關(guān)物理模型的來龍去脈應(yīng)做好建模過程的引導(dǎo)，把握物理建模相關(guān)的細(xì)節(jié).同時，為提高學(xué)生物理建模意識以及應(yīng)用物理模型解題的靈活性，教學(xué)中應(yīng)注重做好相關(guān)例題的講解.

一、行星運動模型的教學(xué)與應(yīng)用

行星運動是高中物理的重要知識點，是高考的必考內(nèi)容.教學(xué)中應(yīng)注重結(jié)合常見的問題情境，做好建模過程的教學(xué).實踐中引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)的圓周運動知識、牛頓第二定律、萬有引力定律，嘗試著推倒行星運動的相關(guān)模型，明確各個參數(shù)之間的內(nèi)在關(guān)系，并注重記憶一些常見的結(jié)論以更好的應(yīng)用于解題中.不僅如此，應(yīng)做好歷年來高考中有關(guān)行星運動問題的匯總，向?qū)W生展示相關(guān)的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)的行星運動模型進(jìn)行求解，更好的提高學(xué)生的物理模型應(yīng)用能力.如下題：

如圖1已知A為地球赤道上的一個建筑物，在赤道所在平面內(nèi)衛(wèi)星B的運動周期為T，運動方向和地球自轉(zhuǎn)方向相同.若地球質(zhì)量為M，自轉(zhuǎn)周期為T0(T

圖1

A.衛(wèi)星B的高度高于同步衛(wèi)星的高度

B.由題干條件無法求出衛(wèi)星B的向心加速度

二、物體碰撞模型的教學(xué)與應(yīng)用

物體碰撞模型應(yīng)用的知識主要有動量定理、動量守恒定律、動能定理、機械能守恒定律.教學(xué)中為使學(xué)生清晰的認(rèn)識物體碰撞模型，應(yīng)注重結(jié)合具體的案例與學(xué)生一起分析構(gòu)建物體碰撞模型時應(yīng)注意的細(xì)節(jié)，如應(yīng)注重選擇正方向，選擇合理的研究對象等.同時通過在課堂上與學(xué)生互動，使學(xué)生掌握物體碰撞模型的適用條件，避免在解題中張冠李戴.另外，為使學(xué)生更加清晰的掌握物體的運動情境，課堂上可借助多媒體技術(shù)，為學(xué)生動態(tài)的展示物體運動的具體過程，降低其理解難度，更好的把握物體的物體模型的本質(zhì).如下題：

如圖2，在光滑水平面上放置一足夠長質(zhì)量為3m的木板C，其上表面粗糙和光滑段間隔排列，每段的長度均為L.一可視為質(zhì)點的小物塊A放在小木板的最右端，兩者質(zhì)量均為m.某時刻兩者一起以v0的速度在光滑水平面上向右運動.B和C發(fā)生碰撞的時間非常短，碰撞后B以v0/2的速度反彈.若B、C有著相同的厚度，A和C各粗糙段間的動摩擦因數(shù)均為μ.重力加速度為g.

圖2

(1)若B、C碰撞經(jīng)歷的時間為t，求碰撞過程中C對B的平均作用力F.

三、帶電粒子在電場中的運動模型的教學(xué)與應(yīng)用

帶電粒子在電場中的運動是高中物理的常考題型.授課中為使學(xué)生更好的突破該類題型，在構(gòu)建相關(guān)模型過程中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生回顧所學(xué)的平拋運動知識，理清帶電粒子在電場中的運動與物體平拋運動情境之間的區(qū)別與聯(lián)系，而后為學(xué)生專門預(yù)留一定的討論時間，要求學(xué)生嘗試著構(gòu)建相關(guān)模型.同時，給予學(xué)生建模過程中的引導(dǎo)與啟發(fā)，確保其構(gòu)建模型的正確性.另外，為學(xué)生提供運用模型解題的機會，鍛煉學(xué)生思維的靈活性，使其在解題中能夠以不變應(yīng)萬變.如下題：

圖3

(1)勻強電場的場強E0；

(2)若所加的勻強電場按照如圖3(b)所示周期性變化，t=0時刻按照上述方式拋出小球，小球通過直線x=L時速度方向恰好和x軸平行，則小球通過x=L時縱坐標(biāo)的可能值；

高中物理教學(xué)中應(yīng)認(rèn)識到物理建模的重要性，通過理論知識的深入、系統(tǒng)講解為物理建模做好鋪墊.同時通過與學(xué)生一起構(gòu)建相關(guān)的物理模型，使其更好的體會與掌握建模的相關(guān)過程，尤其通過例題的講解、習(xí)題的訓(xùn)練，夯實學(xué)生所學(xué)的同時，提高其運用物理模型解題的意識與能力.