高中物理教学论文 浅谈高中物理模型变换能力的培养

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1、浅谈高中物理模型变换能力的培养摘要：物理模型是为了研究物理问题的方便、易于探究物理事物的本质而从复杂的物理现象或物理过程中抽象出研究对象的简化描述或模拟。物理教学要让学生掌握物理模型的本质以及物理模型所遵循的规律。解决物理问题，则是将物理问题还原成我们熟悉的物理模型，再利用物理模型遵循的规律去解决物理问题。解决物理问题则需要学生具有把物理问题变换成物理模型的能力。     关键词 :物理模型   联想思维  变换能力培养学生模型变换能力是物理教学的重要任务之一,在教学中,我们分析物理问题的思路总是先将题给的物理条件与我们熟悉的模型相比较：若它们的物理本质相同，我们只要辨异识同，找出

2、共性特征，运用迁移的原理,用熟悉的模型替代，从而获得较为简单熟知的解决方法.因此在物理教学中，常要求做到一题多解，但还必须做到多题归一，将不同的习题归类，统一到同一物理模型之中    一．掌握模型本质，搞好模型教学　 在模型教学中，特别要防止把模型讲死，不仅要让学生知道建立模型是物理研究的一种方法，使学生领会模型是经过怎样的抽象建立起来的，具体的事物又是经过怎样的抽象纳入该模型的，以及模型建立的条件，而且必须说明其可变通性，从而培养他们进行抽象思维的能力，提高用物理模型思考和解决问题的自觉性。　　1．“人船模型”与平均动量守恒问题如果一个系统相互作用前受力平衡，在运动过程中动量守恒

3、（或某一方向上动量守恒），则该过程中任一时刻的动量守恒，即该过程中平均动量守恒.用式子表示为:，即：。其中是、，对同一参照系的位移。平均动量守恒在“人船模型”中应用较为广泛。    例：静止在水面上的船长为L，质量为M，一个质量为m的人站在船头，当此人由船头走到船尾时，不计水的阻力，则船移动的距离为多少？   分析：设船对地移动了X米，则人对地移动了L-X米，系统受合外力为零，则系统动量守恒，所以该过程中平均动量守恒。有：M·X/t=m（L-X）/t即：船移动距离X=mL/（M+m）                                             演变1：若

4、在船头有质量为的人，在船尾有质量为的人，当两人交换位置后，求船移动的距离？   分析：设船移动X米，则对地走了（L-X）米，对地走了（L＋X）米，由平均动量守恒得：MX/t＋（L＋X）/t=（L-X）/t   即：X=（）L/（M＋＋）     演变2：人在静止的船上练习射击，船、人连同枪（不含子弹）及靶总质量为M，枪内有n颗质量为m的子弹，枪口到靶的距离为L，在发射一颗子弹时，前一颗子弹已陷于靶中，则发射完n颗子弹后小船后退的距离为多少？    分析：设每射击一颗子弹小船后退的距离为，则由平均动量守恒得：〔M＋（n-1）m〕=m（L-）则：=mL/（M+nm）所以，小船后退的距离

5、s=n=nmL/（M＋nm）同理，斜面上物块滑动问题，小车上物体的运动问题，只要满足平均动量守恒的条件，我们皆可归纳入“人船模型”中。             　　2.“滑块模型”与动量守恒，动量定理，动能定理，功能关系                                                               此类模型分析过程中抓住三个关键点：最终是否有共同速度；系统是否受外力，即应用动量守恒定律还是动量定理；过程中的功能关系。    例：质量为m的物体（可视为质点），以水平初速度滑上原来静止在光滑水平面上的质量为M的小车上，物体与小车上表面间的摩

6、擦因数为μ，小车足够长，求：（1）物体从滑上小车到相对小车静止所经历的时间；（2）相对于小车物体滑动的距离是多少？（3）从滑上小车到相对小车静止的这段时间内小车通过的距离。                                      分析：滑块m滑上小车后受到滑动摩擦力f=μmg作用作匀减速运动，小车受到向前的摩擦力f=μmg作用而作匀加速运动，速度相同时相对静止一起作匀速运动。    （1）对系统合外力为零，由动量守恒得：                       m=（m＋M）对滑块：由动量定理：-μmgt＝m-m由上两式解得：t＝M/μg（M＋m）（2）由能量

7、守恒：摩擦力在相对位移上做的功等于系统产生的内能，得：      此即要滑块不至于滑下小车，小车应具有的最小长度。（3）对小车由动能定理得：                            演变1：光滑的水平台面上静止着一长为L的木板，若滑块初时刻静止在木板的左端，一颗质量为的子弹以初速射向滑块且以v′穿出，求滑块相对于木板滑行的距离（或已知木板为L，求不至滑下的摩擦因数等）。    分析：滑块的初速度来自于与子弹的碰撞，碰撞后滑块以在木板上滑动。对子弹与滑块系