中学物理力部分的模型分类及教法探讨.doc

《中学物理力部分的模型分类及教法探讨.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、中学物理力学部分的模型分类及教法探讨摘要:在物理教学中引导学生学会建立物理模型的方法，是物理教学中科学方法教育的一项重要内容。能建立正确合理的模型，能透过现象识别和发现模型是教学的关键所在。力学是物理学的基础，熟练掌握力学模型对提高学生掌握其他学科模型的能力极有帮助。本文就力学模型进行了分类，主要划分为对象模型，条件模型和过程模型三类，并对各类模型的特点和教法进行了探讨。关键词:物理学模型;力学模型;模型分类;教法探讨1.引言物理学是研究物质相互作用规律及其基本结构的科学，从物理学的性质特点看，物理学是一门具有方法论性质的科学，物理学研究探知物质世界的方法是我们认

2、识自然的基本方法之一。物理学方法很多，如实验法、模型法、推理法、分析法、假设法、图象法、数学方法等等，而模型法在形成物理概念、建立物理规律中起着重要作用。所谓物理模型，是人们为了研究物理问题的方便和探讨物理事物的本身而对研究对象所作的一种简化描述，是以观察和实验为基础，采用理想化的办法所创造的，能再现事物本质和内在特性的一种简化模型[1]。建立和正确使用物理模型可以提高学生理解和接受新知识的能力，有利于学生将复杂问题简单化、明了化，使抽象的物理问题更直观、具体、形象、鲜明，突出了事物间的主要矛盾。正确使用物理模型对学生的思维发展、解题能力的提高起着重要的作用[2]

3、。力学模型是物理学的基础，其模型简单，直观，学生易于接受。熟练掌握力学模型后学生自己也可以总结其他模型，为后面的学习打下基础。本文就中学物理中力学部分的模型进行了分类和教法探讨。2.中学物理中力学学科的模型及其教学2.1对象模型用来代替由具体物质组成的研究对象的实体系统称为对象模型（也可称为概念模型）,它把研究的对象本身理想化。对象模型有：质点，轻质弹簧，轻绳，轻杆，传送带，刚体和单摆等。2.1.1质点如果物体本身的大小和形状对研究它的运动没有影响或影响很小，我们就可以用一个有质量的点来代替整个物体，这个用来代替整个物体的与物体具有相同质量的点叫做质点。质点是力学

4、中经过科学抽象得到的概念是一个理想模型。可看成质点的物体往往并不很小，因此不能把它和微观粒子如电子等混同起来。若研究的问题不涉及转动或物体的大小跟问题中所涉及到的距离相比较很微小时，即可将这个实际的物体抽象为质点。例如，在研究地球公转时，地球半径比日、地间的距离小得多，就可把地球看作质点，但研究地球自转时就不能把它当成质点。又如物体在平动时，内部各处的运动情况都相同，就可把它看成质点。所以物体是否被视为质点，完全决定于所研究问题的性质。在下述两种情况中，可以把物体看作质点：一是物体运动时，物体上所有点的运动都相同，可以把它看作一个质点。二是在研究两个物体相对运动时

5、，如果两者间的距离远比物体本身的本小大很多可把它看做质点。2.1.2轻质弹簧弹簧是一种质量均忽略的纯理想化模型。教法过程中注意以下几点：(1)弹簧的弹力是一种由形变而决定大小和方向的力。当题目中出现弹簧时要注意弹力的大小与方向时刻要与当时的形变相对应。在题目中一般应从弹簧的形变分析入手，先确定弹簧原长位置，现长位置，找出形变量x与物体空间位置变化的几何关系，分析形变所对应的弹力大小、方向，以此来分析计算物体运动状态的可能变化。(2)因弹簧（尤其是软质弹簧）其形变发生改变过程需要一段时间，在瞬间内形变量可以认为不变,因此在分析瞬时变化时，可以认为弹力大小不变，即弹簧

6、的弹力不突变。(3)不同情况下弹簧可以提供拉力，也可以提供支持力，根据牛顿第二定律结合物体的受力情况判定弹簧的型变量关系。(4)在求弹簧的弹力做功时，因改变力为线性变化，可以先求平均力再用功的定义进行计算，也可据动能定理和功能关系用能量转化和守恒定律求解。同时要注意弹力做功的特点：弹力的功等于弹性势能增量的负值。弹性势能的公式：2.1.3轻绳因轻绳几乎不能拉直，所以不可能储存能量。当轻绳突然绷紧时往往伴随能量的损失。弹力方向沿绳收缩的方向，理想中的轻绳不可以伸长。2.1.4轻杆轻杆提供拉力，也能提供支持力。轻杆弹力方向不确定，不一定沿杆的方向。轻杆几乎不可以伸长，

7、其上的弹力可突变，弹力突变时用轻杆连接的系统机械能不变。2.1.5传送带传送带问题的关键是正确的受力分析和运动过程分析，尤其是当物体速度与传送带速度相等瞬间的受力情况分析和此后物体相对传送带的运动规律。(1)传送带一般做匀速直线运动，物体与传送带间的滑动摩擦力不影响传送带的运动状态（实际上是带动传送到的电动机起作用）。(2)传送带可以是水平向上的，也可以是与水平面成一定的角度。处理水平放置的传送带问题：首先是要对放在传送带上的物体进行受力分析，分清物体所受摩擦力是阻力还是动力；其二是对物体进行运动状态分析，即对静态→动态→终态进行分析和判断，对其全过程作出合理分析

8、、推论，进