巧用物理模型，锻炼学生思维能力

《巧用物理模型，锻炼学生思维能力》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、巧用物理模型，锻炼学生思维能力摘要：在物理教学中，利用模型对提高教学效果和锻炼学牛思维的敏捷性、灵活性、独创性是非常有意义的。物理模型的建立是根据所学物理概念及规律的实质,从实际问题中抽象出来。它的运用不是随意的，如不注意条件，盲目使用模型就会出现错误。如果运用好，物理问题就会化繁为简、化整为零、化难为易。关键词：物理；模型；思维；能力思维品质从理论上讲主要包括以下五个方面，即思维的敏捷性，思维的灵活性，思维的独创性，思维的深刻性和思维的批判性。从教学实践角度来讲,尤其是建模习题教学，笔者认为思维的敏捷性，思维的灵活性，思维的独创性对培养和锻炼学牛的思维品质体

2、现得更为突出，以下笔者就从这几个方面谈谈自己的看法。一、抓住实质建立模型物理模型的建立不是盲目的、随意的，而是根据所学物理概念及规律的实质从实际问题中抽象出来。如在牛顿第二定律的应用中，物体只受两个力作用而产牛加速度时，只要知道合外力的方向，就可知道加速度的方向，反之亦然。例1.图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1炬。求车厢运动的加速度，并说明车厢的运动情况(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)o分析与解：建模根据球与车相对静止，说明球与

3、车有共同的加速度，球的受力明确，应选球为研究对象，由牛顿第二定律F=mamgtan37°=maa=gtan37°=7.5m/s2加速度方向水平向右，车厢可能向右做匀加速肓线运动，也可能水平向左做匀减速运动。有了这个模型，以下问题便迎刃而解。例2—质量为M,倾角为θ的楔形木块，静止在水平桌面上，与桌面的动摩擦因数为μ,—物块质量为m,置于斜面上，物体与斜面的接触是光滑的，为保持物体与斜面相对静止，可用多大的水平力F推楔形木块。分析与解：因二者加速度相同，先以整体为研究对象F一Ff=(m+M)aFN2=(m+M)gFf二μF

4、N2再以m为研究对象，mgtanθ二maF=(m+M)g(μ+tanθ)二、总结规律巧用模型1•化繁为简，锻炼思维的敏捷性有些问题看起来很复杂，但只要观察敏锐，抓住模型的特点，就会感觉并不难。在牛顿第二定律的应用中，多个物体的整体隔离问题就是这样。例3•光滑水平面上排放着n个相同的小木块，质量均为M,在水平恒力F作用下做匀加速运动，求从左侧数第m个木块对第m+1个木块的作用力大小。分析与解：以整体为研究对象，F二nM·a,再隔离右侧(n—m)个木块，FN二(n—m)MaFN=(n-m)F/n有这个题做基础，以下问题将

5、感到很简单。例4.在光滑的水平面上，有两个相互接触的物体，如图已知M>m,第一次用水平力F由左向右推物体间的相互作用力为N1,第二次用同样大小的水平力F由右向左推m,物体间的相互作用力为N2,则A、N1>N2B、N1=N2C、N1<N2D、无法确定解题过程略，答案为CO2•化难为易，锻炼思维的灵活性弹簧模型一直是学生感觉难度较大又困惑的问题，可要是将基本模型熟练掌握，那么，一些认为较难的问题就会轻松解决。例5自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，弹簧压缩到最短吋，小球的加速度是怎样的？分析与解：解这道题前先思考下面的模型，设小球在接触弹簧处自由

6、释放，如图所示，此时加速度a大小等于g,方向向下，根据简谐振动的对称性,弹簧压缩到最短吋，加速度a大小也等于g,方向向上。由此可知小球如果是自由下落一段时间后与弹簧接触时，速度不等于零且护g,与它对称的点是弹簧压缩后护爲方向向上，由于此时小球速度不等于零，所以小球将继续下降直至弹簧压缩到最短，这吋a>g,方向向上。例6如图所示，一升降机箱底装有若干个弹簧，设在某次事故中，升降机吊索在空中断裂，忽略摩擦力，则升降机在弹簧下端触地后直到最低点的这段运动过程中（设弹簧被压缩过程中处于弹性限度内）A、升降机的速度不段减小B、升降机的加速度不断变大C、先是弹力做负

7、功小于重力做正功，然后是弹力做负功大于重力做正功D、到最低点吋升降机加速度的值一定大于重力加速度值分析与解略答案：C、3•化整为零，锻炼思维的独创性有些题目整体看起来思路不明确，但如果分开来看模糊的思路立刻清晰起来。例7•如图所示，把A、B小球由图中位置同时由静止释放（绳开始时拉直），则在两小球向左下摆动吋，下列说法正确的是A.绳0A对A球做正功B.绳AB对B球不做功C.绳AB对A球做负功D.绳AB对B球做正功分析与解：很多人错选A、B答案，原因是没有分析A、B球的实际运动过程而造成的。让我们用模拟等效法分析，设想A、B两球分别用两条细绳悬挂而各自摆动，若摆角

8、较小吋有摆动周期T=2π&rad