高二物理復(fù)習方法：如何構(gòu)建中學物理理想模型

2023-05-23 16:13:13網(wǎng)絡(luò)資源

　　構(gòu)建模型是科學研究的基本方法之一，模型在物理學中也得到了廣泛的應(yīng)用，物理模型是物理學理論體系的基石，物理模型的構(gòu)建當然地也是物理學研究的主要方法之一，構(gòu)建物理模型，可以采用多種方式方法，本文只對物理模型的構(gòu)建中的理想化方法構(gòu)建，提出一些粗淺的看法。望對同學們有所啟發(fā)！

　　理想化方法是構(gòu)建物理模型最主要的一種方法，他是將復(fù)雜的物理過程、物理現(xiàn)象中最本質(zhì)具有共性的東西抽象出來，將其理想化、模型化，略去其次要因素和條件，抓住主要因素，即將其理想化，找出他們在理想狀況下所遵循的基本規(guī)律，并構(gòu)建出相應(yīng)的物理模型。這是研究物理問題的重要思想方法。

　　1、構(gòu)建理想的物理模型是科學理論的依據(jù)

　　縱觀物理學發(fā)展史，許多重大的發(fā)現(xiàn)與結(jié)論，都是由科學家們經(jīng)過大膽的猜想構(gòu)思，創(chuàng)建出科學的理想化的物理模型，并通過實驗檢驗或?qū)嵺`驗證，模型與事實基礎(chǔ)很好吻合的前提下獲得的。

　　伽利略讓小球從彎曲的斜槽上自由下落，當斜槽充分光滑時，小球可沿另端斜槽上升到初始高度，如果另端斜槽末端越接近水平，小球為達到初始高度,將運動很遠。如果末端完全水平，小球?qū)⒁恢边\動下去，永不停止。正因為伽里略構(gòu)建了光滑這一理想化的模型，才有慣性定律的重大發(fā)現(xiàn)。

　　法拉第在1852年，對帶電體、磁體周圍空間存在的物質(zhì)，設(shè)想出電場線、磁感線一類力線的模型，并用鐵粉顯示了磁棒周圍的磁力線分布形狀，從而建立了場的概念，對當前的傳統(tǒng)觀念是一個重大的突破。

　　1905年愛因斯坦受普朗克量子假設(shè)的啟發(fā)，大膽地建立了光子模型，并提出著名的愛因斯坦光電效應(yīng)方程，圓滿地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象。

　　盧瑟福以特有的洞察力和直覺，抓住粒子轟擊金箔有大角度偏轉(zhuǎn)這一反�，F(xiàn)象，從原子內(nèi)存在強電場的思想出發(fā)，于1911年構(gòu)思出原子的核式結(jié)構(gòu)模型。

　　倘若離開了物理模型，不僅物理研究無法進行，而且對物理學科的縱深發(fā)展必然會起阻礙束縛的作用。

　　2、在中學物理中應(yīng)用的理想化模型構(gòu)建歸納起來有以下幾種

　　一是將物質(zhì)形態(tài)自身理想化，如質(zhì)點、系統(tǒng)、理想氣體、點電荷、勻強電場、勻強磁場等。二是將所處的條件理想化，如光滑、絕熱等;三是將結(jié)構(gòu)理想化，如分子電流、原子模式結(jié)構(gòu)、磁力線、電力線。三是將運動變化過程理想化，如勻速圓周運動、等壓過程等溫、等容、等壓過程;勻速、勻變速直線運動;拋體運動;簡諧振動;穩(wěn)恒電流等。其四是將物理實驗理想化，包括將實驗條件理想化、實驗器材理想化等。

　　用理想化方法建立起來的物理模型，是對物理原型在理想化狀況下所遵循的基本規(guī)律的反映，而在現(xiàn)實的物理問題中，這些相應(yīng)的理想狀況并不存在，但這并不影響理想物理模型在實際物理問題中的應(yīng)用，因為有很多實際的物理現(xiàn)象在一定的條件下，或在一定的范圍內(nèi)近似于理想狀況，由相應(yīng)的理想物理模型所得到的結(jié)論也是非常準確的。比如由理想氣體模型所得到的理想氣體狀態(tài)方程在常溫常壓下是完全適用的。

　　3、教師在教學過程中要重視對學生建模意識的培養(yǎng)

　　理想的物理模型，既是物理科學體系中光輝的典范，也是解決現(xiàn)實物理問題不可或缺的依據(jù)，其重要性不言而喻。所以，教師在傳授知識的過程中，要根據(jù)實際課時的內(nèi)容安排，及時向?qū)W生強調(diào)基本物理模型建立的過程和條件，并要求學生牢固把握住這些基本的物理模型，并且在具體應(yīng)用解決物理問題時,引導(dǎo)學生如何根據(jù)題設(shè)條件，從物理規(guī)律出發(fā)，通過分析、綜合、類比等，突出對所要研究問題起主要作用的因素，略去非本質(zhì)的次要因素，使思維從紛繁復(fù)雜的具體問題中抽象、構(gòu)造出我們熟悉的物理模型，然后應(yīng)用掌握的相關(guān)知識予以解決。當然，對學生這種能力的要求并非一朝一夕就能培養(yǎng)出來的，需要教師把這種建模意識貫穿在教學的始終。要循序漸進地啟發(fā)引導(dǎo)學生，使學生逐步熟悉并掌握這種科學研究的思維方法，養(yǎng)成良好的思維品質(zhì)，使構(gòu)建物理模型的意識真正成為學生思考問題的方法與習慣。