王磊
云南省曲靖市宣威市第一中学
摘要:近几年来,科学技术有了不断的进步,在教育方面也提出了更高的要求,对于高中物理是否构建物理模型有了更多的讨论和研究。构建物理模型,一方面是对传统教学方式的革新,改变了传统教育模式中只让学生掌握课文的基础内容的惯例,能够刺激学生的想象能力和空间,对学生开发思维有很好的推动作用,也提高了教学效率和质量。
关键词:革新实践;构建模型;积极引导
高中物理是一门较难科目,对大部分学生来说,掌握是一件困难的事情,要让学生把理论与实际生活相结合起来,找到一个适合的学习方法去学习高中物理,它所涉及到的一些用肉眼不能看见的物质,比如说磁力,空间或者是热能转化等,学生对其认知比较少,不能通过想象,在学习过程中会是一个极大的困难,因而构建物理模型在物理教学过程中是必要的也是必需的。
一、合理构建模型,简化相关物理问题
构建物理模型能够很好地将高中物理的一些理论转化为所能看见的,将复杂的概念简单化,让学生能够更好地去理解课本,抓住比较重要的概念做到具体问题具体分析,同时能从综合角度出发,纵观全局去思考问题,合理地运用模型,极大地简化相关物理问题的一些分析过程,让学生能够一目了然。【1】
例1:理想气体是一种气体模型,是对真实气体的抽象,其微观的特点是:①理想气体分子线度可以忽略不计,即具有一定的质量而没有大小;②分子之间以及分子与器壁间除了弹性碰撞外无其他作用力。通常不易液化的气体在压强不是太大、温度不是太太低的情况下可视为理想气体现有一定质量的氢气装载绝热密闭的气缸内如图所示,若稍稍向下移动活塞压缩气体,则下列叙述,符合事实有哪些这道题是一种物质结构模型,理想气体是一种气体理想模型,没有任何的阻力和引力,特殊的结构决定了理想气体的性质是不同于一般气体,现在本题所指的气体仅仅指的是所有分子动能的总和,与其他任何因素都无关系,因而在经过构建模型推理之后可以得知气体的压强一定为增强。
二、充分利用例题,多重模式散发思维
条件模型适合一些特定运动下的物理过程,在构建条件模型的时候,老师一定要积极地去引导学生,让学生在条件模型之下能够思路清晰,知道自己构建模型的目的是什么,最后要解决的问题是什么,在构建模型之后进行一系列的研究,实践和观察,让学生主动去得出结论,并且结合所学知识提高学生的物理有效成绩和对待考试时的应试能力。
【2】
例2:假设风筝与竖直方向成α=37°角,风筝的质量m=6.1kg,面积,0125n气沿水平方向吹向风筝的速度为。空气密度取12g/m',求绳子应与竖直方向成多少度的角?绳中拉力为多少?(设气流与风筝的碰撞是完全弹性碰撞,g取10m/s2)在这道题中,首先要找出风筝的平衡条件,其次,确定空气的流通对于风筝产生作用力的大小和方向,之后取一个柱体模型作为研究对象,是解这道题的关键。柱体模型如下,假设在极短的时间△t垂直吹到风筝面上的那个极短空气柱的质量为△m,则△m=P△V=pS cosav△t。然后以△m的空气柱为研究对象,根据动量定理可得:F'△t=2△mv cos a ②由①②得F'=2pSv 2cosα代入数据得F'=20N,根据牛顿第三定律知风筝受到的反作用力大小F=20N。绳子的拉力T=(F cos 37°)°+(F sin 370-mg) =19N.设绳与竖直方向的夹角为λ,则λ=arcsin16/19。
三、自主创新学习,构建对比提高效率
对比实验模型是物理构建模型中一种比较常见的学习方法,它不仅适用于物理课堂,而且适用于很多穿插实验教学的课堂,也能够让学生提高自己的应试能力和综合思维能力,在对比实验的过程中能够让学生更清楚地了解到物体在运动时受到条件的影响,得到一些既定的规律,更有利于学生对于知识的理解掌握。
例3:在光滑的水平面上静止着两小车A和B,在A车上固定着强磁铁,总质量为5kg,B车上固定着一个闭合的螺线管,B车的总质量为10kg。现给B车一个水平向左的 100N·s的瞬间冲量,若两车在运动过程中不发生直接碰撞,则相互作用过程中产生的热能是多少?通过类比等效将其等效为“子弹击木块”(未穿出)的物理模型。由于感应电流产生的磁场总是阻碍导体和磁场之间的相对运动,A、B两车之间就产生排斥力,以A、B两车为研究对象,它们所受合外力为零,动量守恒,当A、B车速度相等时,两车相互作用结束,据以上分析可得:I=mBvB=(mA+mB)V;VB=I/mB=100/10=10m/s;V=100/mA+mB= 6.7m/s,从B车运动到两车相对静止过程,系统减少的机械能转化成电能,电能通过电阻发热转化为焦耳热。可根据能量转化与守恒:Q=1/2mBv2B-1/2(mA+mB)V2=166.7J.
总之,构建物理模型在教学中是非常重要的教学方式,是在新课改之后老师面临的一个新的挑战,物理模型的构建能够让学生在掌握基础知识的同时提高的思维能力和综合能力,在掌握概念的同时,结合实际提高自己在考试过程中的应试能力,通过在脑海中构建模型,更好地对问题进行处理,对提升课堂效率和质量有非常重要的作用。
参考文献:
【1】秦丽娜.物理模型在高中物理教学中的构建和应用[J].《高中数理化》,2016:39-39.
【2】曲兰.物理模型构建及其在中学物理教学中的作用[J].湖南中学物理,2017