物理建模论文
学习进阶下的物理课堂建模能力培养实践-三生教育论文-教育论文
学习进阶下的物理课堂建模能力培养实践-三生教育论文-教育论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——[摘要]建模能力教学要求发展学生建模能力,引导他们对知识进行解释、验证,创建模型来展开科学实践活动。
物理模型方法是物理学中最常见的科研方法,建立模型能力是高中生必备的一项能力。
作为一名高中物理教师,在日常教学中要注重课堂教学,有意识地培养学生的建模能力,使他们能够适应当前的物理学习,把所学知识应用于日常生活之中,服务于生活。
[关键词]学习进阶;高中物理;建模能力物理建模能力是对运用物理知识解决问题的认识,也是解决物理问题的策略。
实际上,科学的基本活动就是探索和制定模型,建模对物理的发展起到了推动作用,因此,建模能力是高中生物理能力的一项核心能力。
鉴于此,本文探讨了基于学习进阶的高中物理课堂建模能力培养实践,希望对大家有所帮助。
一、建模能力的内涵在20世纪八十年代,美国学者提出科学建模理论,受到人们的广泛关注。
建模能力是指针对某个自然现象抽象得到主要特征,根据科学来构建概念模型,用科学语言来进行表征。
物理建模能力是学生要具备的一项重要能力,但当前高中生却普遍存在着建模能力较弱的问题,有的人甚至觉得物理题拆开每一句话都知道是什么意思,但是合起来就很难懂,这其实体现出建模能力的不足。
因此,高中物理教师要重视在日常教学中渗透建模思想和方法,发展个体建模能力。
二、建模教学的进阶在建模过程中,学生要经历“问题情境→建构模型→分析模型→应用模型→评估模型→修正模型”这一系列的阶段,要对各个环节进行整合,这就要经历复杂心理和思维过程,从而形成有效的学习路径。
借助于学习进阶理论,教师对建模进行整合,在课堂上引导学生探究某一主题,在学习的过程中展开依次进阶、逐级深化的思考。
在学习进阶的统领下,学生认知更加符合逻辑,进而形成物理学科良好的教学逻辑,实现学生科学思维能力的进阶发展,得到正确模型,最终探究找到问题答案。
物理建模在解题中应用论文
浅谈物理建模在解题中的应用摘要:研究物理问题有两条重要途径:一是实验,二是理论。
在做理论分析时,往往需要从造模型着手.物理学中所总结出来的反映物质运动变化的客观规律,实质上都是物理模型的运动变化规律。
关键词:物理模型;建模;物理过程;解题方法研究物理问题有两条重要途径:一是实验,二是理论。
在做理论分析时,往往需要从造模型着手,物理学中所总结出来的反映物质运动变化的客观规律,实质上都是物理模型的运动变化规律。
所谓物理模型,就是指将现实中表面的、次要的条件舍去,将复杂具体的物理现象用简单抽象的、理想化的模型来代替。
为了让问题能变得清晰、自然、有条理,我们常常忽略某些次要因素,抓住主要因素各个击破,方法是利用建模思想,寻找模型,明确分析思路。
这就是“建模—规律—处理”的分析解决问题的思路。
物理模型是在抓住主要因素忽略次要因素的基础上建立起来的,能具体、形象、生动、直观、深刻地反映出事物的本质和特征。
我们遇到许多的新模型,常常是在旧模型的基础上演变而来的,对于与原模型有相近的运动状态或相似的物理现象,可以根据已熟悉的事实经验,找到彼此间的联系,将问题简化。
例1.水在1个标准大气压下沸腾时,汽化热为l=2264 j/g,这时质量m=1 g的水变为水蒸气,其体积由v1=1.043 cm3变为v2=1676 cm3,在该过程中吸收的热量是多少?水蒸气对外界所做的功是多少?增加的内能是多少?解此题的关键是确定物体的初末状态,这也是学生最困惑的问题。
大家都知道是体积变大,对外做功,并且是克服大气压力做功,由w=fs来求解,但是s如何来求?气体是向周围立体空间膨胀的,是球型?还是立方体?球型不好求s,立方体应怎样建立模型?如下图建立模型求解易得:这一模型保持了横截面积不变.解析:1 g水汽化吸热q=ml=1×2264 j=2264 j。
水汽在1标准大气压下膨胀对外做功w=p0sδl=p0δv=p0(v2-v1)=1.013×105×(1676-1.043)×10-6 j≈170 j。
物理 数学建模小论文)
数学建模小论文、物理化学应用论文或实验报告写作指导及范文一、写作指导(1)形式:数学组:数学建模小论文;物理组:物理应用论文或实验报告;化学组:化学应用论文或实验报告。
(2)要求:①主题不限,题目自拟。
②数学组:运用自己所学的数学知识,发现并解决生活中的实际问题,写成论文并提交。
③物理组:运用物理知识解释生活当中的现象或解决生活当中的问题,写成应用论文或实验报告并提交。
④化学组:运用化学知识通过实验解释生活当中的现象或解决生活当中的问题,写成应用论文或实验报告并提交。
(3)论文(或实验报告)的格式要求:①写作顺序:标题、作者所在省份、城市、学校名称、班级、作者姓名(联系电话)、指导教师姓名、摘要及关键词、正文、参考文献。
②参考文献的书写格式严格按以下顺序:序号、作者姓名、书名(或文章名)、出版社(或期刊名)、出版时间或发表年、卷、期号。
③实验报告中须包含实验的目的、构想、步骤、结论,并提供证明实验结果的数据及照片等。
④字体:各类标题(包括“参考文献”标题)用粗宋体;作者姓名、指导教师姓名、摘要、关键词、图表名、参考文献内容用楷体;正文、图表、页眉、页脚中的文字用宋体;英文用Times New Roman字体。
⑤字号:论文题目用三号字体,居中;正文用四号字体;页眉、页脚用小五号字体;其他用五号字体;图、表名居中。
⑥正文打印页码,下面居中。
⑦打印纸张规格:A4 210mm×297 mm。
⑧必须同时提交打印稿和电子版。
(4)说明:参评论文的作者必须是作品的合法拥有者,具有著作权,并承担相应法律责任,组委会对获奖作品具有无偿展示权、宣传权、使用权。
二、范文1、数学范文房屋家具摆设的方案摘要:本文主要是对家具摆设提出一个具体方案,达到尽量合理地摆设家具,以此来方便人们生活。
本文中的住房模型来源于某小区某种户型的平面示意图,具有真实性与典范性。
在模型的基础上,对房屋高度,家具等信息有一定的合理假设,并通过计算、设数等数学思想来制订出较好的摆设方案。
浅谈高中物理建模论文
浅谈高中物理建模论文物理模型方法是物理学中最常见、最重要的科研方法之一。
物理学家和科研工作者的研究方法之一就是建立模型,应用模型,在应用模型的过程中逐步完善模型。
下面是店铺为大家整理的高中物理建模论文,供大家参考。
高中物理建模论文范文一:浅谈高中生物理建模能力的培养摘要在物理知识体系中,物理建模的思想与方法贯穿于其各类分支,具备物理建模能力是帮助学生构建物理学体系最直接有效的方法。
本文就高中生物理建模能力的培养提出几点想法与建议。
关键词物理建模教师学生一、要有建立物理模型的意识高中阶段的物理模型有很多,一般可分三类:物质模型(质点、轻弹簧、理想气体等)、状态模型(气体的平衡态、原子所处的基态和激发态等)、过程模型(匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动等),而物理题目的设置均是围绕着这些物理模型展开的。
在教学过程中,教师要引导学生树立物理模型的意识,让学生逐步认识到华丽包装的题目后就是赤裸裸的常见的物理模型,做题时要剥离出题目本质,联系旧有知识,促进知识迁移。
也就是说,要有把问题转化成为物理模型来研究的意识和习惯。
例如关于摩擦力有这样几个常见判断题:滑动摩擦力(静摩擦力)的方向可以与物体的实际运动方向相同吗?相反吗?能成任意角度吗?运动(静止)的物体可以受静(滑动)摩擦力吗?很多学生迷惑在这些概念题中不能自拔。
但当学生心中有了擦黑板、走路、传送带、手握瓶子任意方向运动等情境时,这些问题便极易解决了。
打个不是很恰当的比喻,高中物理学什么?无非是弹簧弹来弹去,滑块在斜面上滑来滑去,子弹与木块碰来碰去,带电粒子在电磁场中飞来飞去。
二、及时对已学过的物理模型归纳与总结教师要善于为学生对已学物理模型进行归纳与总结,更要善于引导学生自己进行这项工作。
例如我们在讲《功》这一节,必然要讲到摩擦力做功的问题:滑动摩擦力能做正功吗?负功呢?能不做功吗?静摩擦力呢?虽说这是功的内容,实际上如果学生对关于摩擦力的相应物理模型很熟悉的话(擦黑板、走路、传送带、手握瓶子任意方向运动等),这个问题会很容易被解决,而我们很自然地就把重难点转移到一对儿滑动摩擦力或静摩擦力做功代数和为何值这个问题上。
物理建模论文格式
物理建模论文格式(一)论文形式:科学论文科学论文是对某一课题进行探讨、研究,表述新的科学研究成果或创见的文章。
注意:它不是感想,也不是调查报告。
(二)论文选题:新颖,有意义,力所能及。
要求:有背景.应用问题要来源于学生生活及其周围世界的真实问题,要有具体的对象和真实的数据。
理论问题要了解问题的研究现状及其理论价值。
要做必要的学术调研和研究特色。
有价值有一定的应用价值,或理论价值,或教育价值,学生通过课题的研究可以掌握必须的科学概念,提升科学研究的能力。
有基础对所研究问题的背景有一定了解,掌握一定量的参考文献,积累了一些解决问题的方法,所研究问题的数据资料是能够获得的。
有特色思路创新,有别于传统研究的新思路;方法创新,针对具体问题的特点,对传统方法的改进和创新;结果创新,要有新的,更深层次的结果。
问题可行适合学生自己探究并能够完成,要有学生的特色,所用知识应该不超过初中生(高中生)的能力范围。
(三)(数学应用问题)数据资料:来源可靠,引用合理,目标明确要求:数据真实可靠,不是编的数学题目;数据分析合理,采用分析方法得当。
(四)(物理应用问题)物理模型:通过抽象和化简,使用物理语言对实际问题的一个近似描述,以便于人们更深刻地认识所研究的对象。
要求:抽象化简适中,太强,太弱都不好;抽象出的数学问题,参数选择源于实际,变量意义明确;数学推理严格,计算准确无误,得出结论;将所得结论回归到实际中,进行分析和检验,最终解决问题,或者提出建设性意见;问题和方法的进一步推广和展望。
(五)(物理理论问题)问题的研究现状和研究意义:了解透彻要求:对问题了解足够清楚,其中指导教师的作用不容忽视;问题解答推理严禁,计算无误;突出研究的特色和价值。
(六)论文格式:符合规范,内容齐全,排版美观1. 标题:是以最恰当、最简明的词语反映论文中主要内容的逻辑组合。
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2. 摘要:全文主要内容的简短陈述。
物理科技建模3000字 初中生
一、概述物理科技建模是一门综合性科学,它通过数学模型来描述和解释物理世界中的现象和规律。
它不仅是一种研究方法,也是一种解决问题的工具。
随着科技的不断发展,物理科技建模在工程技术、生物医学、能源环境等领域都得到了广泛的应用。
本文将从初中生的角度出发,介绍物理科技建模的基本知识和应用。
二、物理科技建模的基本概念1. 物理科技建模的定义物理科技建模是指利用物理知识和数学方法,通过建立模型来描述和解释物理世界中的现象和规律的过程。
通过模型,我们可以预测物理系统的行为,从而为科学研究和工程技术提供帮助。
2. 物理科技建模的基本原理物理科技建模的基本原理是根据事物的特性和规律,利用数学方法建立相应的数学模型,通过数学模型的分析和计算,获得所研究对象的性质和行为规律,从而达到预测和控制的目的。
3. 物理科技建模的应用领域物理科技建模广泛应用于工程技术、生物医学、天文物理、环境科学、地球科学等领域,为人类社会的发展和进步提供了重要支撑。
三、物理科技建模的基本方法1. 建立物理模型建立物理模型是物理科技建模的第一步。
通过分析和理解所研究对象的特性和行为规律,利用物理知识和数学方法建立相应的数学模型,描述和解释所研究对象的现象和规律。
2. 模型的验证和修正建立物理模型后,需要对模型进行验证和修正。
通过实验数据和观测结果,对模型进行比较和分析,发现模型的不足之处,并进行修正和改进,以提高模型的精度和可靠性。
3. 模型的应用完成模型的建立和验证后,可以利用模型进行预测和控制。
通过模型的分析和计算,可以预测所研究对象的行为规律,为科学研究和工程技术提供帮助。
四、物理科技建模在生活中的应用举例1. 物理科技建模在交通运输领域的应用通过建立交通流量模型,可以预测交通拥堵的发生和演变规律,为交通管理部门提供决策支持。
还可以利用模型进行交通方案的优化设计,提高交通运输的效率和安全性。
2. 物理科技建模在环境科学领域的应用通过建立环境污染模型,可以预测环境污染的扩散和影响范围,为环境保护部门提供政策建议。
物理建模论文_
影响实心球射程的因素讨论[摘要]理论分析表明,在实心球出手时有三个重要因素会影响实心球的射程,它们分别是出手高度、出手角度和出手初速度。
本文则通过模拟实验与理论分析,分别研究了出手高度、出手角度和出手初速度对实心球射程的影响情况。
据此,对初中生练习实心球提出一些简单建议,供他们在训练中进行有针对性的练习。
一、问题的提出随着教育事业的发展,德、智、体、美、劳全面发展目标的提出,投掷实心球被列为中考招生的体育考试项目之一。
大多数考生认为力气大,实心球就可投掷的远。
可在实践中发现,事实并非如此。
那么,在实心球出手时,到底有哪些因素在影响实心球的射程呢?二、理论分析图1:实心球运动原理示意图图1为实心球出手后的运动原理示意图,此图忽略空气阻力的影响。
其中x是实心球的水平方向运动距离,V0是实心球出手时的初速度,θ是出手角度(或叫投掷角度),即实心球出手运动方向与水平方向的夹角,h是出手高度,即投掷者的躯干和四肢的各个关节都彻底打开时手指根能达到的最高点高度,g是重力加速度,取值为2/8.9s m g =。
从运动学原理可以计算出实心球水平方向运动距离S 的表达式,计算过程如下;实心球出手水平初速度:θcos 01v v =实心球出手垂直初速度:θsin 02v v = 实心球出手到最高点用时:g v g v t θsin 021== ∴实心球第一阶段水平运动距离:g v t v x 22sin 20111θ== 根据方程:)sin (2)(22022g v h g gt θ+= 可得实心球从最高点到落地用时:g ghv t 2sin 2202+=θ ∴实心球第二阶段水平运动距离:g gh v v t v x 2sin cos 2200212+==θθ ∴实心球水平方向运动距离:g ghv v v x x x 22sin cos 22sin 22002021++=+=θθθ从关系式可以看出,影响射程x 大小的因素主要有三个,分别为出手初速度V 0、出手高度h 、出手角度θ。
《虚拟仿真系统的物理建模》论文
《虚拟仿真系统的物理建模》论文
《虚拟仿真系统的物理建模》
近年来,虚拟仿真技术已经在各个领域中取得了巨大的进步,这也促使物理建模的发展。
物理建模不仅可以用于模拟复杂的实体流动和施加外力的情况,而且可以帮助我们模拟影响物体运动的不同变量,从而更好地理解模拟系统行为。
在物理建模中,主要是以三维模型方式来模拟物体的空间分布。
通过依次构建空间分布函数(如球、椭圆、四棱柱等),可以得到客观外形变化以及其相对应的受力变化情况。
此外,通过添加约束系数可以有效控制物体的旋转、碰撞等状态,以实现真实物体的模拟。
根据不同的模型定义及参数,可以计算出物体的运动轨迹和位置,并对对应的受力作出反应。
通过这种方式,我们可以将虚拟仿真系统中所有物体及其相互作用建模。
在实现仿真的过程中,可以模拟出物体之间的真实弹性碰撞以及弹簧及质量的影响,实现物体的真实模拟。
随着计算机硬件的提升和虚拟仿真技术的发展,物理建模技术在对复杂物体的仿真上取得了巨大的进步,可以有效的模拟真实世界中的物体运动情况。
总之,虚拟仿真系统的物理建模是利用空间模型、约束系数和弹性参数,将复杂物理系统中的物体及其相互作用仿真出来,以此帮助我们更好地理解物体运动的规律。
未来,结合虚拟仿真和物理建模技术将会在多个领域取得更大的进步,如自然灾害的研究、机器人技术的研发等。
高中物理建模论文
—-可编辑修改,可打印——别找了你想要的都有!精品教育资料——全册教案,,试卷,教学课件,教学设计等一站式服务——全力满足教学需求,真实规划教学环节最新全面教学资源,打造完美教学模式运动模型的应用内容摘要:中学物理教材中无论哪一部分的内容都是以物理模型为基础向学生传达物理知识的。
物理模型是中学物理知识的载体,通过对其进行分析与讲解,是学生获得物理知识的一种基本方法,更是培养学生创造思维能力的重要途径。
本文拟从习题教学中浅谈提高运动模型的建模能力。
关键词:运动模型、匀速圆周运动学好物理,关键是学习物理思想和物理方法。
常有高中学生说,物理听课易懂,做题难。
难就难在对物理模型的应用上,也就是学生在解题过程中往往存在一些问题,读不懂题或做题过程思维混乱。
这在很大程度上是由于学生不良解题习惯、建模能力差造成的。
据对学生的调查,发现大多数学生的解题模式是:一般来说,较为有效的解决物理问题的思维流程应该是通过审题先确定研究对象,对其进行抽象建立物理模型,再应用模型知识求解。
此过程大致可以归纳为:求解读题 想公式如果在解题过程中快速准确地建立起与题目相符合的物理模型是至关重要的。
这个解题流程学生容易模仿,如果说正确识别或建立物理模型是正确解题的前提,那么在解决具有物理过程的物理习题时,学生头脑中对物理过程的一个清晰的图景则是解决此类物理问题的关键和保证。
下面以力学中运动模型的应用为例。
一、 基本模型1. 两种直线运动模型匀速直线运动:00,v v t v x ==匀变速直线运动:atv v at t v x +=+=02210,(特例:自由落体运动:gtv gt h ==,221) 2. 两种曲线运动模型平抛运动: 水平方向为匀速直线运动竖直方向为自由落体运动匀速圆周运动:r Tm r mw r mv ma F F n 2222n 4π=====合(天体运动:物理解释 数学演算 数学抽象科学抽象 一个具体的物理问题 物理模型 数学方程(物理问题的数学表达式) 方程的数学解物理问题之解由万有引力提供向心力)二、模型应用运动模型的应用,要求我们对模型所遵循的规律十分熟悉,从而才能对具体的物理问题加以纯化、抽象,灵活地运用规律进行推理和计算。
物理建模论文及实验报告
摘要:随着科技的不断发展,智能家居逐渐成为人们生活的一部分。
本文针对家居环境温度控制问题,运用物理建模方法,设计了一种智能家居温控系统。
通过对系统原理、模型建立、仿真实验和结果分析等方面的研究,验证了该系统的可行性和有效性,为智能家居的发展提供了有益的参考。
关键词:物理建模;智能家居;温控系统;仿真实验一、引言随着我国经济的快速发展,人们的生活水平不断提高,对居住环境的要求也越来越高。
智能家居作为一种新型的居住环境,旨在为人们提供舒适、便捷、节能的居住体验。
其中,家居环境温度控制是智能家居系统的重要组成部分。
本文旨在运用物理建模方法,设计一种智能家居温控系统,以提高家居环境的舒适度和节能效果。
二、系统原理智能家居温控系统主要由传感器、控制器、执行器等部分组成。
系统原理如下:1. 传感器:实时采集室内温度、湿度等环境参数。
2. 控制器:根据预设温度和实时温度,对执行器进行控制,调节室内温度。
3. 执行器:根据控制器指令,调节室内温度,如开启或关闭空调、暖气等。
三、模型建立1. 室内温度模型:采用一维稳态传热方程描述室内温度分布,即:\[ \frac{\partial T}{\partial t} = \alpha \nabla^2 T \]其中,\( T \)为室内温度,\( \alpha \)为材料导热系数,\( \nabla^2 \)为拉普拉斯算子。
2. 空调系统模型:采用一维稳态传热方程描述空调系统,即:\[ \frac{\partial T}{\partial t} = \alpha \nabla^2 T + \frac{Q}{V} \]其中,\( Q \)为空调系统散热量,\( V \)为空调系统体积。
3. 暖气系统模型:采用一维稳态传热方程描述暖气系统,即:\[ \frac{\partial T}{\partial t} = \alpha \nabla^2 T + \frac{Q}{V} \]其中,\( Q \)为暖气系统散热量,\( V \)为暖气系统体积。
物理建模论文范文
物理建模论文范文【文章导读】随着社会的不断进步,人类对事物的本质的认识也是不断深入和提高的,物理模型也相应地由初级向高级开展并不断完善。
事物千差万别,各门学科的研究、学习都有着各自独特的方法. 下面关于物理建模论文,希望可以帮助到您。
物理是一门以科学实验为根底的自然科学,从伽利略开创近代物理研究开始,实验验证法就是物理学科研究的重要手段,同时根据实际实验的情况进行合理地,科学的理论推演,从而得到正确的结论是物理学研究的根本方法。
而物理教学中的根本建模思想正是在这种研究思想的指导下提出的通过一定的抽象思维,适当地对物理研究对象进行理想化设想形成物理模型,进而解决物理问题的一种方法.有效地掌握,合理地应用根本物理模型是提高物理学习效率和提升考试效益的有效方法。
尤其是现在课程改革后所使用的教科版物理教材,更加注重对物理根本模型和根本建模思想的培养和应用。
所以加强物理根本模型和根本建模思想的培养是对学好物理大有益处的。
下面针对高中物理教学中建模方面的问题谈点自己的看法。
物理学是与实际联系很密切,且理论性、系统性很强的学科,其所研究的对象宽泛而繁杂,往往研究对象并不是以一个孤立系统而存在,同时还有可能存在许多的外部影响.为了方便进行物理的理论分析,要将一些对研究会造成影响的因素忽略。
当然不能忽略问题研究的本质。
这就要求在研究问题时,要根据本质,分析其影响因素的主次,进而抛去次要因素,抓住主要因素,从中抽象出研究对象的简化的理想的物理模型,这样才能更加充分的抓住问题关键,这就是物理建模.建立根本的物理模型,应该具有三个特点,即代表性、方法性和美学性.根本物理模型的代表性,是从许多的物理对象中经过有针对性的忽略外部次要因素后保存下来的,抓住了研究对象的本质属性和内在联系,因此每个物理模型都具有非常典型的代表性。
例如运动学中的质点,电学中的点电荷,试探电荷等等。
根本物理模型的方法性,是说明每一个物理模型确实立不是凭空得出的,而是由大量的物理研究,数学推演证明,经过反复思考完善才最终形成的,物理模型反映了物理学科的研究方法和数学根本分析思维方式。
物理学模型分析论文-物理学分析
物理学模型分析论文-物理学分析
本文将对物理学模型进行详细分析,探讨其在实际应用中的意
义和作用。
研究背景
物理学模型是一种用来描述物理系统的数学模型。
它可以用来
预测实验结果、探究物理现象、提出新的假设等。
随着科学技术的
不断发展,物理学模型在各个领域中得到了广泛的应用。
因此,对
物理学模型进行深入的研究和分析,对于促进科学技术的发展具有
重要的理论和实践意义。
研究方法
本文采用文献综述的方法,通过对已有研究成果的收集和分析,来探讨物理学模型在实际应用中的意义和作用。
研究内容
本文将从以下几个方面对物理学模型进行分析:
1. 物理学模型的基本概念及分类
2. 物理学模型的建立方法和应用
3. 物理学模型在实践中的意义和贡献
4. 物理学模型在未来的发展方向和前景
研究成果
经过对已有研究成果的综合分析,本文得出以下结论:
1. 物理学模型是一种描述物理系统的数学模型,其中包括理论模型和实验模型。
2. 物理学模型可以通过理论推导和实验验证来建立和应用。
3. 物理学模型在实际应用中可以用来预测实验结果、探究物理现象、提出新的假设等。
4. 物理学模型在未来将继续发挥重要作用,并在科技创新和社会发展中发挥越来越大的作用。
结论
本文对物理学模型进行了详细分析,探讨了其在实际应用中的意义和作用。
通过本文的研究,可以帮助人们更好地认识物理学模型的本质和特点,进一步促进科学技术的发展和进步。
大学物理论文:以物理建模为导向的大学物理应用型课外作业设计
大学物理论文:以物理建模为导向的大学物理应用型课外作业设计大学物理课程本质是要培养和提高学生的科学素质、科学思维方法和科学世界观,为学生日后的终身学习和发展奠定基础。
归根结底,就是两面的能力:从科学观看待考虑问题,从方法论分析处理问题。
对非物理专业的学生来说,掌握物理学方法和物理学思想比记住物理学理论知识具有更为重要的价值和意义,它不仅有助于学生日后专业知识的学习,更有助于学生终身学习能力的培养和创新素质的发展[1]。
为达成以上培养目标,现时关于大学物理课堂教学模式的研究很多,如“案例教学法”“混合教学法”“同伴教学法”“阶梯教学法”等,但在辅助课堂教学的课外作业方面的研究和改革却较少。
1 课外作业现存的一些问题目前,国内通行的大学物理教材在课后配套习题上存在着一些共性的问题:1)课后习题给很多学生的第一感觉就是加入了高等数学的运算,其中关于物理学的研究过程、物理学方法等更为本质的内核没有得到直接体现。
2)课后习题的设置过于理论化,内容发散空间小,与学生遇到的生活实践应用和科学工程技术之间严重脱节,学生往往注重寻找公式和代入数据,造成学生对实际问题处理常感到无从着手。
3)课后习题中的“答案判断反馈”机制基本没有,学生就算得出了答案也难以依据自己的常识和逻辑去对答案的合理性进行判断。
对于许多学生来说,大学物理内容繁杂,课外作业形式单一,学生会越来越没有耐心和兴趣来完成教师布置的课外作业,也导致为了应付交作业而盲目抄袭的现象非常普遍[2]。
2 课外作业的设计思路和设计方式一个完整的物理学研究过程包括:发现问题—建立物理模型—分析问题—推导结论—验证结论。
可见,过程的前两步“发现问题”和“建立物理模型”在大学物理教材课后习题中一般都已直接给出,这也是学生觉得课后习题和实际脱节的直接原因。
同时因为过程前两步直接给出后,第三步“分析问题”被大大弱化了,虽然大学物理教材的很多例题中都附有一大段的理论分析过程,但学生往往不太在意,因为他们觉得直接选择正确的公式进行计算就行了,何必这么麻烦去进行分析。
物理课要注重培养学生的建模能力论文
物理模型
物理模型是对基础知识的高度概括,是典型的物理问题。物理模型具有典型性、方法性等特点。物理模型是从一类物理问题中,抓住主要的本质问题,删除次要因素,集基础知识与基本规律于一体。同时,物理模型不只是知识的结晶,也是思维的结晶。
一、物理模型的主要功能:
1、可以使问题大为简化,从中较为方便地得出物体运动的基本规律。
[例1]发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火,使其沿椭圆轨道2运行,后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于q点,轨道2、3相切于p点(如图3所示)。试将卫星在轨道1上经过q点时的加速度与它在轨道2上经过q点时的加速度相比较;卫星在轨道2上经过p点时的加速度与它在轨道3上经过p点时的加速度相比较。
最后我还要强调一点,在”物理模型”的建立和分析的教学过程中,要摸清学生各种错误的思维方法,及时予以纠正。及时纠正学生的思维方法,这也是培养和锻炼创新思维和创新能力的好途径。
三、物理模型与建模能力的培养
1.教师必须认真研究教材,将基础知识系统化,在此基础上形成物理模型,然后以物理模型为切入点进行物理教学。
二是球体模型,如图2所示。m在天体m表面随m一起运动。当忽略天体m自转时,万有引力等于重力,即g(mm/r2)=mg。
行星模型得出的结论在此处对m不适用。如周期t不与轨道
半径r3/2成正比,而与天体m的自转周期相等。教师建立了模型,引导学生掌握,这样学生就不再感到乱了。
2.指导学生自觉的将物理模型运用于实际问题。有些问题比较复杂或生疏,若能将熟悉的物理模型迁移至新问题,对解决问题可起到事半功倍的效果。
分析:不少学生因没有认清卫星沿圆形轨道和椭圆形轨道运行有什么区别,一律套用卫星匀速圆周运动的物理模型,用a=v2/r来比较加速度大小,实际上,当卫星沿椭圆形轨道运行时,万有引力等于向心力这一关系已不再普遍成立,卫星的速率要发生改变。卫星沿椭圆形轨道2经过q、p两点时的轨道半径并不是圆形轨道1、3的半径,而应确定轨道2上q、p两的曲率半径。
物理建模论文
二胡构造与各部分功能及其发声原理山东省淄博市桓台县实验学校【摘要】演奏二胡,通过把位的变换,可以改变二胡的音调,奏出动听的曲子。
而二胡每一个部分又有不同的功能,也能改变音调的高低。
琴筒是二胡的共鸣箱,可以使二胡的音色更为动听;琴皮的松紧程度、琴弦的长短、粗细、琴轴的转动、千斤的位置,都能起到控制二胡发声音调的作用;琴杆有一定的传导震动作用。
二胡通过琴弦与弓毛之间的摩擦产生的震动,发出声音,加之琴筒的共鸣作用,将产生的声音放大之后,声波通过空气传播到人耳中,听到二胡发出的声音。
【关键词】二胡构造与功能;发声原理(如图-1)图-1一、问题的提出坐在阳台上,拿出二胡,拉起一曲热情奔放的《赛马》。
我学习二胡已经有三年了,但是二胡各个部分的功能是什么呢?二胡的发声原理又是什么呢?我并不清楚。
于是我仔细地观察了一下手中的二胡,想从物理的角度彻底了解它。
二、分析问题二胡的构造是很容易观察到的,每一部分“掌管”的工作不同,它的作用也会不同,所以我认为,通过探究二胡各部分的功能,就能够探究出其发声的原理。
三、实验探究及原理分析(一)琴筒琴杆图-2在二胡的下端,是一个六边形的木筒(如图-2)因为二胡的内外弦就连接在琴筒上,所以琴筒有产生共鸣的作用,是二胡的共鸣箱,扩大和渲染琴弦振动。
琴筒的前端蒙皮,叫做琴皮。
琴皮改变音调的特征与鼓皮有些相似,二胡发出音调的高低与琴皮蒙在琴筒上的松紧程度有关。
刚买的二胡,琴皮蒙的较紧,震动较快,所以音调高,音色尖;而使用时间太长的二胡,琴皮会很松,使得发音沉闷,需要改变琴皮的松紧度。
所以,琴筒能够使二胡发生共鸣,而琴皮能够控制音调的高低。
琴杆也叫"琴柱"(图-1右),是支撑琴弦、供按弦操作的重要支柱。
衡量一把二胡的发音纯净与否与琴杆材料的选择有很大关系(一般用紫檀木、乌木、红木等硬质木料),但是,二胡发声时的震动很少会涉及到琴杆(但对于产生的震动有传导作用),所以,琴杆与二胡声音的产生及音调的高低并没有太大关系。
物理建模论文 机械运动 张旭阳
机械运动石家庄市第十一中学初二一班张旭阳机械运动是宇宙中最普遍的现象,是自然界中最简单、最基本的运动形态。
在物理学里,一个物体相对于另一个物体的位置,或者一个物体的某些部分相对于其他部分的位置,随着时间而变化的过程叫做机械运动(mechanical motion)。
运动是绝对的,静止是相对的。
物体之间或同一物体各部分之间相对位置随时间的变化叫做机械运动。
它是物质的各种运动形态中最简单,最普遍的一种。
例如,地球的转动、弹簧的伸长和压缩等都是机械运动。
而其他较复杂的运动形式,例如,热运动、化学运动、电磁运动、生命现象中都含有位置的变化,但不能把它们简单地归结为机械运动。
一切物体都在运动,绝对不动的物体是没有的,这就是说运动是绝对的,我们平常说的运动和静止都是相对于另一个物体参照物而言的,所以,对静止的描述是相对的。
1.机械运动1)物体相对于其他物体的位置变化,也就是物体的位移随时间的变化,叫做机械运动。
机械运动简称为运动一个物体相对于另一个物体的位置只是发生了变化,这个物体就在运动。
2)宇宙中没有不动的物体,一切物体都在不停的运动,运动是绝对的,静止是相对的2.参照物1)要描述某一物体的位置变化,就必须选择另外的一个物体作为标准。
这个被选来作为标准的另外的物体,叫做参照物。
2)选择不同的参考系来观察同一物体的运动,观察结果可能会有所不同。
比如生活在地球上的人,觉得地球是不动的,其实地球在以30km/s的巨大速度绕太阳公转。
这就是物理运动和静止的相对性.4.直线运动和曲线运动根据物体运动的路线,可以将物体分为直线运动和曲线运动一般来说,直线运动是要比曲线运动简单一些的。
但是,直线运动它也有千差万别,所以有必要对直线运动在进行分类研究。
直线运动根据其速度的变化特点又可分为匀速直线运动和变速直线运动:1)快慢不变,经过的路线为直线的运动叫做匀速直线运动;2)物体沿一直线运动,如果在相等的时间内通过的路程并不相等,这种运动叫做变速直线运动。
物理实验建模论文
第三部分物理实验论文案例摘录1.1水果电池探秘【摘要】我们主要探究的内容是影响水果电池电压的主要因素。
我们分别就水果本身特性、电极插入深度、电极横截面积以及两电极之间的距离这四大方面进行了探究。
我们主要利用课余时间进行亲自实验,通过观察实验现象,记录并分析数据,查阅相关背景资料等方法更进一步地了解了上述因素对水果电池电压影响的大小以及电压的变化趋势,从相对客观的角度深入剖析水果电池,并在整个过程中体会科学探究的精神,体验科学探究的过程,从中增长知识,乐在其中,学以致用。
研究背景在前不久的物理课上,我们进行了对“电压”这一知识的学习。
在课堂上,我们初步进行了对水果电池的研究,但没有进行严格的实验操作。
由于同学们所使用的水果不同,电极插入深度以及两电极间的距离都不尽相同,因而产生了不同的实验结果。
对于这些结果,我们进行了质疑与初步分析。
通过前期对水果电池有关知识的查找与总结,我们发现:大部分的文献资料均只能给予我们理论上的知识分析但往往忽略了水果电池的实际应用。
由于对水果电池探秘的共同兴趣,我们结成小组进行了对影响水果电池电压因素的基本分类,并设计实验,希望能够以实验数据来更直观地进行分析论证,并从中发现新的问题,不断探究,不断学习。
研究内容我们主要探究的内容是影响水果电池电压的主要因素。
对于水果电池的研究,不仅涉及到物理方面的知识,还涉及到一些相关的化学知识。
研究水果电池,可以使我们从中建立学科间的联系,对水果电池进行分析与改良,更加有效地发掘并利用其在生活中的价值。
实验报告一、实验名称水果电池探秘二、实验日期 2008年12月3日实验员王乐君子刘碧莹三、实验目的通过制作并测量不同形式的“水果电池”,研究“水果电池”的电压与哪些因素有关。
四、实验器材电压表一个;不同粗细(直径)的铜、锌电极一宗;导线若干根;各种水果若干枚。
五、实验猜想1、水果电池的电压与水果的种类有关;2、水果电池的电压与两电极之间的距离有关;3、水果电池的电压与两电极插入水果的深度有关;4、水果电池的电压与两电极的粗细(直径)有关。
物理模型论文范文3篇
物理模型论⽂范⽂3篇物理模型物理教学论⽂⼀、物理模型的定义和教学意义物理模型是指在进⾏物理科研或教学的过程,采⽤适当的⽅法对抽象的物理理论做简化处理,⽤⼀种能反应物质(现象)本质的理想化结构去描述实际的物质(现象),这种理想化结构我们称之为“理想模型”[1]。
因此,在⾼中物理的教学过程中,通过“物理模型”的建⽴,来帮助学⽣对物理知识产⽣更深刻的理解,不仅⾮常有利于更好学习物理这⼀门学科,还更有利于培养其创造性思维,对于物理教师来讲,也是提⾼物理教学质量不可多的的⽅法。
⼆、⾼中物理模型的建⽴⽅法(⼀)围绕教学⽬标,精炼物理模型建⽴物理模型最终是为教学⽬标服务的,⽽不是⽤来供学⽣观赏的⼀般艺术品。
所以⾼中物理模型务必做到精炼,尽管⼀些旁枝末节的部分可能在客观上也是研究和学习对象本⾝的⼀部分,但之于本教学⽬标,并不能够起到促使学⽣认识物理现象本质的作⽤,物理教师应该在建⽴物理模型的时候删去这些不必要的环节,以更简单明了的形式,集中突出教学⽬标要求的知识范围即可。
这样做的理由就在于,过于花俏的物理模型容易使学⽣的注意⼒偏移教学的主要⽬标,物理模型也就失去了本来意义。
(⼆)围绕本质理论,发掘模型作⽤物理是⼀门基础的⾃然学科,所以从物理模型的定义来说,⾼中物理教学的终极⽬标是要帮助学⽣通过各种物理的现象去认识其本质,充分发掘物理模型的作⽤,让学⽣透彻理解事物或现象之间的关联因素和发⽣发展规律,加深对物理本质理论的理解,⽽不是仅仅停留在模型教学的表⾯现象。
从这个意义层⾯来看,物理的模型教育如果不围绕本质理论,就可能会仅仅落个课堂上的三分钟热闹,⽽对学⽣的物理学习⼏乎帮助很⼩。
(三)围绕物理规律,避免失败模型根据⾼中物理教学内容的不同,教师在建⽴物理模型的时候,应当做到有所侧重。
⽐如某些物理模型,正如⽅法⼀所介绍的那样,应当突出体现事物或现象的主要因素;⼜⽐如某些物理模型,主要是针对某些常见且相对容易理解的物理现象,所以建⽴的物理模型也只需适当的模拟描述即可。
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本文部分内容来自网络整理,本司不为其真实性负责,如有异议或侵权请及时联系,本司将立即删除!== 本文为word格式,下载后可方便编辑和修改! ==物理建模论文篇一:高中物理建模论文运动模型的应用内容摘要:中学物理教材中无论哪一部分的内容都是以物理模型为基础向学生传达物理知识的。
物理模型是中学物理知识的载体,通过对其进行分析与讲解,是学生获得物理知识的一种基本方法,更是培养学生创造思维能力的重要途径。
本文拟从习题教学中浅谈提高运动模型的建模能力。
关键词:运动模型、匀速圆周运动学好物理,关键是学习物理思想和物理方法。
常有高中学生说,物理听课易懂,做题难。
难就难在对物理模型的应用上,也就是学生在解题过程中往往存在一些问题,读不懂题或做题过程思维混乱。
这在很大程度上是由于学生不良解题习惯、建模能力差造成的。
据对学生的调查,发现大多数学生的解题模式是:一般来说,较为有效的解决物理问题的思维流程应该是通过审题先确定研究对象,对其进行抽象建立物理模型,再应用模型知识求解。
此过程大致可以归纳为:如果在解题过程中快速准确地建立起与题目相符合的物理模型是至关重要的。
这个解题流程学生容易模仿,如果说正确识别或建立物理模型是正确解题的前提,那么在解决具有物理过程的物理习题时,学生头脑中对物理过程的一个清晰的图景则是解决此类物理问题的关键和保证。
下面以力学中运动模型的应用为例。
一、基本模型1.两种直线运动模型匀速直线运动:x?v0t,v?v02匀变速直线运动:x?v0t?(特例:自由落体运动:2at,v?v0?at2) h?1gt,v?gt2.两种曲线运动模型平抛运:水平方向为匀速直线运动竖直方向为自由落体运动mv24?22?mwr?m2r(天体运动:匀速圆周运动:F合?Fn?man?rT由万有引力提供向心力)二、模型应用运动模型的应用,要求我们对模型所遵循的规律十分熟悉,从而才能对具体的物理问题加以纯化、抽象,灵活地运用规律进行推理和计算。
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影响实心球射程的因素讨论
[摘要]理论分析表明,在实心球出手时有三个重要因素会影响实心球的射程,它们分别是出手高度、出手角度和出手初速度。
本文则通过模拟实验与理论分析,分别研究了出手高度、出手角度和出手初速度对实心球射程的影响情况。
据此,对初中生练习实心球提出一些简单建议,供他们在训练中进行有针对性的练习。
一、 问题的提出
随着教育事业的发展,德、智、体、美、劳全面发展目标的提出,投掷实心球被列为中考招生的体育考试项目之一。
大多数考生认为力气大,实心球就可投掷的远。
可在实践中发现,事实并非如此。
那么,在实心球出手时,到底有哪些因素在影响实心球的射程呢
二、 理论分析
图1:实心球运动原理示意图
图1为实心球出手后的运动原理示意图,此图忽略空气阻力的影响。
其中x 是实心球的水平方向运动距离,V 0是实心球出手时的初速度,θ是出手角度(或叫投掷角度),即实心球出手运动方向与水平方向的夹角,h 是出手高度,即投掷者的躯干和四肢的各个关节都彻底打开时手指根能达到的最高点高度,g 是重力加速度,取值为2/8.9s m g =。
从运动学原理可以计算出实心球水平方向运动距离S 的表达式,计算过程如下;
实心球出手水平初速度:θcos 01v v =
实心球出手垂直初速度:θsin 02v v =
实心球出手到最高点用时:g v g v t θsin 021== ∴实心球第一阶段水平运动距离:g v t v x 22sin 20
111θ== 根据方程:)sin (2)(22
022g v h g gt θ+= 可得实心球从最高点到落地用时:
g gh v t 2sin 2202+=θ ∴实心球第二阶段水平运动距离:
g gh v v t v x 2sin cos 2200212+==θθ
∴实心球水平方向运动距离: 从关系式可以看出,影响射程x 大小的因素主要有三个,分别为出手初速度V 0、出手高度h 、出手角度θ。
为说明各个因素对射程的影响情况,我利用几何画板通过控制变量法对这个问题进行了模拟实验论证。
三、 实验与探究
现在,初中生的出手高度基本上集中在~之间,出手初速度主要集中在s ~11m/s 之间,出手角度为0°~90°。
假设某位同学的出手高度为h (h 在~之间),出手初速度v (v 在s ~11m/s 之间,注:h 、v 为定值),改变出手角度θ,观察投掷距离的变化情况。
我将实心球抛出后的运动轨迹用几何画板动态的显示出来,发现当θ为0°时,实心球的运动为平抛运动,S 为一个不为0的值,将它记作S 1;当θ增大时,S 随着增大;当θ增大到40°时,S 达到最大值,记作S 2;当θ从40°继续增大到90°时,S 逐渐减小,最终变为0.据此,我画出了投掷距离S 随出手角度θ变化的
曲线图,如图2.
图2 投掷距离随出手角度变化的曲线图图3 投掷距离随出手高度变化的图像当改变出手高度h的值,保持出手初速度v和出手角度θ不变时,在几何画板上动态显示实心球的运动轨迹,可以发现随着出手高度的增加,投掷距离也在增加,它们的关系如图3所示。
至于出手初速度对投掷距离的影响情况,我凭借现有条件和已知知识还无法进行实验论证,因为我无法确定实心球的初速度,但是由生活经验可知,出手初速度的大小主要由双手给实心球的力来决定,实心球受到的力越大,初速度就越大,随之,投掷距离也就越大(注;此时出手高度和出手角度保持不变)。
四、结论
通过以上实验探究,我得出下列三个结论;
1.初中生的最佳投掷角(即保持出手高度、出手初速度不变,投掷距离最远时的出手角度)约为40°,当出手角度为最佳投掷角时,投掷距离最远,成绩最好。
2.投掷距离随着出手高度的增加而增加,投掷距离与出手高度成正比关系。
3.投掷距离随着出手初速度的增加而增加,投掷距离与出手初速度成正比关系。
五、总结与反思
以上探究表明,在影响实心球射程的三个因素中,出手高度影响程度最小,因为出手高度对于每一位同学来说都很稳定,不易改变(人的身体在短时间内不会发生大的变化)。
实心球的投掷距离随出手角
度的变化有一个最大值,当投掷角度为40°左右时,投掷距离最大。
影响实心球投掷距离的另一个主要因素是球的初速度,初速度越大,投掷距离就越远。
提高初速度的方法是加强力量训练,达到最佳投掷角度的方法则需要掌握技术要领和反复的揣摩练习,提高信心,形成正确的动作定型。
通过这次探究,我学到了一些物理建模的方法,并将课本上的知识应运于实践,解决实际问题。
以前我总认为要投掷出好的成绩,只需要有一定的臂力就行,通过这次的探究,我否定了过往我一贯的观点。
通过这次探究,我对物理在生活中的应用也有了新的认识。