建模能力的培养

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1、建模能力的培养物理学是一门严谨的科学，它有别于数学的最大特点是知识体系、思维方式、解题方法的“块状分立,，性。如中学物理从知识体系上可分为力、热、光、原子和原子核五部分，每部分不仅研究的对象、所探究的规律、研究问题的方法不同，就连描述规律的参量、参量间满足的关系（规律）也完全不同，这给中学生的学习带来了一定的困难。但我们如果稍做分析就不难发现，力、热、电、光、原子和原子核各部分的知识和规律都是由最简单、最基本的物理模型堆积而成，再复杂的问题都可以看成是由几个基本模型所组成。如下所述的例1是“竖直方向弹簧振

2、子”模型的应用，例2是“水平面上叠放直上抛”模型的应用，例4是竖直面上“变速圆周运动”模型的应用。的两个物体”模型的应用;例3是竖直向下类“竖例1:（2001年高考上海物理）一升降机在箱底装有若干个弹簧（如图所示），设在某次事故中，升降机吊索在空中断裂，如不计摩擦力,则升降——机在从弹簧下端触地后直到最低点的一备』段运动过程中：（）A.升降机的速度不断减小B.升降机的加速度不断增大C.先是弹力做的负功小于重力做的正功，然后是弹力做的负功大于重力做的正功D・到最低点时，升降机加速度的值一定大于重力加速度的值

3、解析：将升降机简化成如图甲所示的模型，再将甲简化成图乙所示的模型，“升降机从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程”就简化成“小球跟弹簧上端接触后直到最低点的一段运动过程”，如图丙所示，这个过程就是竖直方向弹簧振子从B到平衡位置O再到最低点A的过程，显然AB错误而CD正确。Z/Z/ZZZZZZ/ZZZ甲

4、a=gfa>gz/zz/z/zzzzzzz内31mr例2:（2007年高考江苏物理）如图所示，光滑水平面上放置质量分别为加和2加的四个木块，其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静

5、摩擦力是“加g。现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对m的最大拉力为（）D.3//mgA3/nngR3“mg・5・4解析：设四个木块保持相对静止并以同一加速度运动的加速度为a,将后面质量为m和2m的两个木块作为研究对象，由牛顿第二定律得轻绳对加的拉力T=3ma,即a越大越大T.设前面质量为m和2m的两个木块间处于动与不动的临界状态时系统的加速度为如，将两个质量为m和后面质量为2m的三个木块作为研究对象，由牛顿第二定律得4fn=jugl4・设后面质量为m和Im的两个木

6、块间处于动与不动的临界状态时系统的加速度为a2ai=^mgl2m-pgl2,由于ai

7、M点的速度一定比在N点的大C.粒子在M点的电势能一定比在N点的大D.电场中M点的电势一定高于N点的电势解析：由于带电粒子未与下板接触而返回，可知粒子向下做减速运动，由于加速度大小和方向不变，所以粒子竖直向下做类竖直上抛运动，显然ACD错误而B正确。解析:设飞船与卫星都在过球心的直线上，如例4:（2011年春季河南省示范性高中实用性考试理综试卷）绳系卫星是由一根绳索栓在一个航天器上的卫星，可以在这个航天器的下方或上方随航天器一起绕地球运行。如图所示，绳系卫星系在航天器上方，当它们一起在赤道上空绕地球作匀速圆

8、周运动时（绳长不可忽略）。下列说法正确的（）A.绳系卫星在航天器的前上方B.绳系卫星在航天器的后上方C・绳系卫星的加速度比航天器的小A.绳系卫星的加速度比航天器的大图甲、乙所示。想象飞船与卫星间无绳子，由于伽<星，所以％>选，即绳系卫星在航天器的后上方，故力错误B正确；实际运动中，由于69船=迤，绳长不可忽略所以由％=rcol可知a星〉伉船，嬴C错误D正确。该题正确摄项是BQ。"甲乙中学物理中的基本模型是很多的，如轻绳模型、共点力平衡模型、质点模型、运动的对称性模型、自由落体模型、平抛运动模型、匀速圆周运

9、动模型、离心运动模型、卫星模型、简谐振动模型、点电荷模型、原子的核式结构模型、原子的玻尔模型等，学生能否掌握这些基本模型，能否应用这些基本模型解决实际问题，是学生的物理素养和物理技能的具体体现。因此，学生的“建模”能力以及应用基本模型解决实际问题的能力的培养和训练，是高考物理复课工作的重要任务之一。