依托模型法有效解答高中物理試題

【摘要】物理作為高中課程體系中一門比較抽象的科目，學習起來難度相對較大，尤其是在解題訓練中，學生既需以穩固的物理理論知識做鋪墊，還要掌握一些常用的解題方法.雖然試題類型變化多端，不過從本質上而言，都是按照一定物理模型來設計的，模型法也就應運而生.本文針對如何依托模型法有效解答高中物理試題進行分析，并羅列部分解題實例.

【關鍵詞】模型法；高中物理；解題技巧

模型法簡單來說即為結合題干中提供的條件，忽視部分次要條件，將復雜的物理現象通過理想化的簡單模型來替代，據此思考、分析與處理試題.在高中物理解題訓練中，教師可指引學生以模型法為基本依托展開解題，把物理理論知識同模型整合起來降低解題難度，使其找到明確、簡潔的解題思路，有利于他們輕松、簡便地解答高中物理試題.

1 依托模擬模型有效解答物理試題

物理是自然科學的帶頭學科，以研究物體的一般運動規律與常見物質的內部結構為主，雖然知識比較抽象，但是又有著一定的具體性，根據所研究對象往往可以構建出模擬模型.高中物理教師在日常解題教學中，面對一些比較抽象的題目時，應引導學生運用模型法，使其根據題目內容巧妙地構建物理模型，使問題由抽象向具體過渡，幫助他們順利求解［1］.

例1 某物理小組計劃研究兩位同學在進行接力賽過程中直線部分交接棒情況，其中A同學可以在加速啟動以后以速度7m/s往前跑，B同學則從開始跑步一直到接棒這一環節進行勻加速直線運動，要想讓B同學順暢地接到接力棒，且在速度合適的情況下起跑，A同學從距離接力區域之前10m處就把信號發出來，B同學開始進行勻加速直線運動，剛好可以在接力區域L=20m被A同學追上的同時速度保持一樣，那么B同學的加速度aA是多少？在什么地方能夠接到接力棒？

分析 處理這道題目時，應先認真分析運動對象的本質，發現主要涉及直線運動與牛頓運動定律相關知識，據此建立出模擬模型，再結合A、B兩位同學的實際運動情況，順利構建出質點勻速直線運動和勻加速直線運動兩個物理模型，將問題由抽象變得具體，形成清晰、明了的解題思路.

詳解 結合題意可知LA=vAtA，

LB=12aBtB2，

vB=vA=aBtB，

將各式聯立起來整理后能夠得到tA=tB=2.86s，aB=2.45m/s2，

然后根據題意能夠求出LB=12aBtB2=10m，

則ΔL=L總－LA=L總－LB=20m－10m=10m，

所以A同學的加速度是aB=2.45m/s2，在10m處能夠接到接力棒.

2 依托過程模型有效解答物理試題

過程模型就是把實際物理過程進行理想化以后，把這一物理過程抽象出來.在現實生活中，很多物體運動過程都十分復雜，在高中物理課程教學中，教學范圍與知識內容是有一定范圍的，無法兼顧的方面有很多，在解答部分試題時，教師應引導學生把題目中的信息分清主次，忽視次要因素，只保留主要因素，促使他們通過構建過程模型有效解答試題［2］.

例2 在圖1中，使用一根勁度系數為k的輕彈簧把B、C兩個物體連接到一起，彈簧與水平面垂直，然后將物體A由B的正上方，距B高度為H0處，從靜止開始釋放，下落以后同B物體發生相撞并粘在一起，已知A，B，C三個物體的質量都是M，假如空氣阻力和這三個物體的自身大小均忽視不計，那么當A，B兩個物體發生相撞后的速度是多大？當A，B兩個物體共同運動至最大速度時，則物體C對地面產生的壓力是多大？

圖1

分析 處理這道試題的關鍵是構建出過程模型，將的運動過程視為一個整體運動，也就是所說的簡諧運動模型，然后結合簡諧運動對稱性特征梳理正確的解題思路.

詳解 結合物體運動實際情況構建過程模型，設A，B兩個物體相撞之前的速度為v1，

當物體A進行下落時，結合機械能守恒定律可得MgH0=Mv12，

所以v1=gH0，

設A，B兩個物體相撞之后的共同速度是v2，

根據動量守恒定律可得Mv1=2Mv2，

v2=gh02；

當A，B兩個物體共同運動至最大速度時受到的合外力為0，

設這時彈力大小為F，則F=2Mg，

設水平地面對C物體的支持力大小為FN，

由于此時彈簧兩端的彈力大小一樣，

所以彈簧對C物體的作用力大小同樣為F，

故FN=F+Mg=3Mg，

所以物體C對地面產生的壓力是3Mg.

3 結語

總而言之，在高中物理解題教學活動中，模型法作為一個值得大力倡導的解題方法，在一定程度上能夠降低題目難度，教師應指導學生學會應用模型法進行解題，促進他們順暢、高效地解答物理試題，提高解題水平，使其直覺思維和抽象思維能力均得到良好的發展.

參考文獻：

［1］高超.“雙新”背景下高中物理綜合類大題的解題技巧［J］.學園，2023，16（05）：30-32.

［2］周余豐.妙用模型 改進高中物理解題教學［J］.數理化解題研究，2023（04）：125-128.