张敏
（四川省绵阳中学实验学校 四川 绵阳 621000）
摘要：掌握物理模型是高中阶段学习物理知识的一种科学方法，如何引导高中生们利用物理模型来解决物理问题，成为了高中物理教学活动中的一个关键环节。为了方便说明，就以斜面模型、滑块模型为例，简要说明物理模型的作用，以及在物理教学活动中的具体用法。
关键词：高中物理；物理模型；作用
引言：
在物理课程中，许多学生对学习物理学科存在一种畏惧感，针对这一问题，教师就需要教授给学生们正确的学习方法。在实际教学过程中，许多物理学科的教师都以物理模型的形式进行教学。因此，学生在了解了物理模型的本质之后，通过理解和掌握模型，就可以轻松地解决他们在物理学科中面临的问题，提升学习物理学科的效率。
一、斜面模型分析与应用
（一）模型概念介绍
例如在学习《摩擦力》一课的时候，教师就可以介绍斜面模型，该模型是高中阶段物理学科中一种常见的模型。在授课过程中，教师要先阐述关于斜面模型的两个基本概念：一方面，要了解物体对斜面压力为零的临界条件；另一方面，要牢记物体在斜面上的运动情况是由倾角与动摩擦因素所决定的。用公式表达为：
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（二）介绍斜面模型摩擦力特征
静摩擦力是被动的，换句话说，静摩擦力会阻碍物体相对运动趋势，静摩擦力的方向始终与物体相对运动趋势的方向相反；滑动摩擦力会阻碍物体相对运动，滑动摩擦力的方向始终与物体相对运动的方向相反。通过学习这些摩擦特性，所有参与摩擦力的机械问题都具有一系列解决方案的特征。
在阐述完摩擦力特征之后，教师可以用例题进行进一步说明：已知斜面上存在一个物体，若斜面的倾角为θ，现在沿着斜面的方向对物体施加一个力，力的最大值为F1，最小值为F2，求斜面与物体之间的摩擦因数。
在答题过程中，要充分利用摩擦力所具备的被动特征，当力取F1时，物体处于向上滑动的临界状态，当力取F2时，物体处于下滑临界状态，由此可知：
若取最大值，则F1=mgsinθ+μmgcosθ；
若取最小值，则mgsinθ=F2+μmgcosθ；
当力由F1逐渐减小到F2时，物体受到的摩擦力先变小再变大。借助对斜面模型摩擦力特点的分析，让学生们了解摩擦力所具备的被动特点，锻炼高中生的受力分析能力。
（三）斜面模型实际运用
这里需要注意的是，物理知识框架中运用的斜面模型，不仅仅是一个单一的斜面，也会存在很多特殊情况，学生们在处理斜面问题的时候，要学会以斜面模型为基础，进行知识发散，将该模型灵活运用于台阶问题、平面磁场问题等方面，提升物理思维。例如下面这道题：已知小球从梯顶抛出，假设小球的初速度为v0=2m/s，若每一阶台阶的高度相同，均为0.2m，宽度0.25m，求小球最终会停留在第几阶台阶上。
教师需要带领学生们对问题进行解析，先要确定该题目考查的是什么知识点，通过分析题干可知本题主要考查台阶问题以及平抛运动，可以先将各阶台阶相连，得到一个斜面，将其转化为斜面问题，再利用斜面模型进行处理，设小球接触斜面的点P，小球水平位移x，
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，因此可以推断小球先落在第三阶台阶上。尽管题干中没有出现“斜面”，但是学会利用斜面模型处理问题，会加快解题速度，降低解题难度。
二、滑块模型分析与应用
（一）概念简介
高中阶段所学习的滑块模型，主要应用于动量问题当中。具体来说包含滑块与滑块相互作用、挡板与滑块相互作用以及长木板与滑块相互作用等形式，在此基础上，还会出现子弹射入木块以及在滑块上加装弹簧等变形。想要学习好滑块模型，需要注意四方面问题：判断运动情境、计算动量关系、计算能量关系、寻找临界条件。
（二）运用滑块模型具体方式
在学习滑块模型的过程中，教师要引导学生们学习两个基本问题。一方面，要通过分析物体相对静止状态以及最大加速度，分析物体是否相对滑动，以被动物体加速度的最大值为切入点，分析两个物体的临界状态。另一方面，要掌握两个物体速度相同时所具备的特征，当两个物体的速度相同，一般情况下就是其运动状态改变的临界点。在掌握了滑动模型的基本特性之后，就可以利用该模型进行逆向思维，解决连接体问题。
例如：已知水平传送带匀速运动，设速度为v1，物体P、Q连接在通过定滑轮且不能延长的绳子上（如图1所示），当t=0，物体P的速度为v2，若不考虑滑轮的质量以及摩擦力，求P的速度随时间变化的图像。
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图1
这道题目是一道连接体问题，传统计算方式是先分析P运动情况，判断v1与v2的大小关系，再判断P受传送带最大静摩擦力的大小，还要考虑绳子的拉力，解题思维较为复杂，而通过滑块模型，可将解题思路进行简化，在模块模型下，可以将P与传送带之间可能存在的几种摩擦力作为切入点，P在受到摩擦力的情况下，会出现左滑、右滑以及静止三种状态，将P、Q看作一个整体，其加速度有三种情况，带入三个备选项（b、c、d）可得：
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，在得出该结论之后，结合第二个状态临界点出现在物体P、Q速度相等时刻，就能够快速判断各个选项是否正确。
三、结束语
通过解决上述问题，学生将在学习物理模型的过程中，更好地理解各种物理定律，同时以物理模型为基础，掌握各种物理定律之间的内在联系，一方面能够提升高中生解题技巧，提升其应试能力，另一方面还可以培养学生们的物理思维，一举两得。
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