关于高中物理模型的认知与思考

张玉烨

【摘要】很多同学都说物理难学，感觉物理难度大，知识点多，体系纷繁复杂，没有头绪，感觉永远有做不完的题，有永远总结不完的规律。有一种高效物理学习方法，是构建物理模型。

【关键词】物理模型；作用；程序

【中图分类号】G633 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2017）07-0276-01

一、什么是物理模型

物理主要研究我们身边事物的规律。为了使繁杂的问题变得形象，从而简洁高效的处理物理问题，我们就要经常把复杂的实际情况转化成一定的，简单的，熟悉的模式，形成一定的经验性的规律，这些规律就是物理模型。

物理模型就是在抓住主要因素忽略次要因素的基础上建立起来的，它能具体、深刻地反映事物的本质。物理模型是物理思想的产物，是科学地进行物理思维并从事物理研究的一种方法。因此，在物理学习中，我们要采取忽略某些不太重要的因素，采用理想化的物理模型来代替实在的客体，可以使事物的规律具有比较简单的形式，便于人们去认识和掌握它们，从而让物理学习化繁为简，提高学习效率。

二、物理模型在学习中的作用

建立模型概念，有利于我们理解事物的本质，有利于我们理解和接受新知识和概念。建立概念模型本质上是把与要处理的问题无关的条件以及对当前研究影响很小的次要因素忽略，抓住最主要的因素，认清事物的本质，利用理想化的概念模型解决。如质点、平抛运动、光滑斜面等等。当在理解这些概念时，有时我们很难把握实质，而建立概念模型能使我们对问题的解决思维中，尽可能的提高有效思维的比例。

建立和正确使用物理模型有利于我们将复杂问题简单化，使抽象的物理问题更直观、具体、鲜明，突出了事物间的主要和次要关系，便于理解和解决问题。

建立和正确使用物理模型对我们在物理学习及理性思考方面的思维发展、解题能力、处理和解决问题的能力提高等等起着重要的作用。可以把复杂的问题化繁为简、化难为易，起到事半功倍的效果。

物理模型可以让我们把许多复杂的物理问题总结成一类问题，在以后的相似问题上提供简单思路以供比较，还可以让我们更好的处理生活中实际问题。

三、常见的物理模型

对于高中阶段的物理知识，可归纳建立以下相关模型：

1.物理对象模型化。物理中的某些客观实体，如质点，舍去物体的形状、大小、转动等性能，突出它所处的位置和质量的特性，用一有质量的点来描绘，这是对实际物体的简化。类似质点的客观实体还有弹簧、单摆、理想电流表、理想电压表等。

2.物体所处的条件模型。在物理研究中，当有的条件的影响很小，可以忽略不计时，可以忽略这些条件。当研究物体在空中平抛运动时，水平风力与空气阻力可以舍去不考虑，只考虑重力的作用以及初速度，使问题得到简化。类似的模型还有光滑面、匀强电场等等。

3.物理状态和物理过程的模型化。在研究物体运动和变化过程时，有的因素影响可以忽略不计，就把这些因素忽略了，运动就的到简化。如自由落体运动、匀速匀变速直线运动、平抛运动等。

4.理想化实验。这一中就是在实验的基础上，抓住主要问题，忽略次要条件，根据逻辑，对实验过程进行进一步的分析、推理，找出其规律。

5.数学物理结合模型。我们所学习的一切规律，在原则上都可以在数学学习中找到它们对应的表现形式。在创立物理模型的同时，也在创立对应的物理状态及物理过程的数学模型。虽然这种解决方法只是建立一种问题的一种求解近似情况的模型，但以物理模型为描述对象的数学模型，可以是客观实体的近似的定量描述。例如，在研究外力一定時加速度和质量的关系实验中，认为小车受到的拉力等于砂和砂桶的重力，其实，小车受到的拉力不正好等于砂和砂桶的总重力。只有砂和砂桶的总质量远小于小车和砝码的总质量时，才可近似地取砂和砂桶的总重力为小车所受的拉力，这就是我们采取简化计算的一种数学模型。

6.实际解题中的物理模型。习题中经常有一些题目非常相似，如果忽略它们的细小的差别，可将它们归为习题中的物理模型。此类物理模型有：细绳模型、小船渡河模型、弹簧模型等。

四、运用物理模型解题的基本程序

要想正确运用物理模型，必须要做好以下几点：一是揣摩题目信息，找到主要研究对象与要点。如：物理现象、物理事实、物理情景、物理状态、物理过程等。二是弄清题给信息中什么是主要因素、哪些是次要因素。三是寻找与已有知识（熟悉的知识、方法、模型）的相似、相近或联系，通过类比，联想，抽象概括，合理推理，形式启发，建立起新的物理模型，将新情景问题转化为常规问题）。四是选择相关的物理规律和公式求解。

五、使用模型应注意的问题

物理模型的建立和应用，对我们学习高中物理知识很有好处，但也不能随便使用，应用物理模型要注意，每种模型都是在各自适用条件下使用的，建立和使用物理模型，可使问题的处理简化而又不会发生较大的偏差，但也要具体问题具体分析。例如，在研究地球绕太阳公转运动的时候，地球的形状、大小可以忽略不计，这样就可以把地球当作一个“质点”来处理；但在研究地球自转时，地球上各点的转动半径不同，地球的形状、大小不可以忽略，不能把地球当做质点来处理。还有，每种物理模型都是在不断改进的，我们必须要及时掌握，不断地学习改进。

总之，建立正确的物理模型可使我们对物理本质的理解更加细致深入，对物理问题的分析更加清晰明了。格物致知，我们高中学生一定要做好对物理模型的学习与研究，增强我们的学习能力，向揭开大自然的奥秘进发！

参考文献

[1]徐卫兵.物理模型的构建[J].物理教学探讨，2003，21.

[2]王溢然.几种典型的物理模型[J].中学生物理思维方法丛书：模型，2015，10.endprint