专题：物理模型的建立
建立物理模型教学方法(详情)
建立物理模型教学方法(详情)建立物理模型教学方法建立物理模型教学方法的教学步骤如下：1.创设情境阶段：主要是通过生活实例，如“在篮球比赛时，运动员与篮圈的相互作用过程，以及篮球在空中、篮球与篮板之间的运动”等，引出问题，创设物理模型教学情境。
2.建立模型阶段：主要是建立物理模型，通过引导学生分析讨论，形成具体的物理模型，如篮球在空中的运动模型，具体为篮球在上升和下降过程只受重力作用。
3.巩固应用阶段：主要是巩固应用物理模型，通过练习模型的相关题目，强化物理模型。
4.迁移创新阶段：主要是迁移创新物理模型，通过引申拓展，建立其他相关物理模型。
物理教学方法手段创新物理教学方法和手段的创新可以帮助学生更好地理解和掌握物理知识，提高学习效果。
以下是一些可能的方法和手段：1.互动式教学：在课堂教学中，教师和学生之间的互动是必不可少的。
可以采用小组讨论、问题解答、实验操作等方式，让学生积极参与，发挥主动性，提高教学效果。
2.多媒体教学：多媒体教学可以提供更加生动、直观的教学体验，让学生更加深入地理解物理知识。
可以通过视频、图片、动画等方式，展示物理现象和过程，帮助学生更好地理解物理概念和规律。
3.实验教学：实验教学是物理教学的重要组成部分，可以让学生通过实验操作，亲身感受物理现象和规律，加深对物理知识的理解和掌握。
4.探究式教学：探究式教学是一种以问题为引导、以探究为基础的教学方式，可以让学生通过自主探究、合作探究等方式，发现问题、解决问题，培养创新思维和实践能力。
5.个性化教学：针对不同学生的特点和需求，采用个性化教学，制定个性化的教学计划和教学方案，提高学生的学习效果。
6.网络教学：通过网络教学平台，教师可以向学生提供丰富的在线教学资源，学生也可以通过网络平台进行自主学习和互动交流，打破传统课堂教学的时间和空间限制。
总之，教学方法和手段的创新需要结合学生的实际需求和特点，以及学校的实际情况，灵活运用各种教学方式和手段，提高学生的学习效果。
物理模型的建立与思维方法的培养
物理模型的建立与思维方法的培养自然界是千姿百态的、千变万化的,物理学研究的对象遍及整个物理世界,在至天体,小至基本粒子,面对复杂具体的物体,研究它的形形色色的运动,中学物理教材所研究的物理现象及其变化规律往往都是用理想模型来说明的.如何帮助学生理解和建立物理模型,并能运用到解决实际问题中去,是中学物理教学的重点,也是难点.一、为何要建立模型物理模型的建立是很重要的，因为某种模型遵循一定的物理规律，同时物理模型和数学演算交织在一起，模型错了，就会导致结论的错误。
研究任何物理现象，都应分清主要因素和次要因素．例如：电学中研究带电体之间的相互作用力，它与带电体的电荷多少，带电体的形状大小，带电体之间的相对位臵及介质等多种因素有关，情况是复杂的．若不分轻重地考虑各种因素，非但不能得出精确结果，反之还会对复杂现象的研究感到束手无策．通过不断探索，科学家创立了有效的模型方法：突出对所要研究问题起主要作用的因素，略去次要因素，构建了许多合理的“理想模型”，有效地解决了对复杂问题的研究。
就带电体间的相互作用而言，实验表明；在真空中，随着带电体之间距离的增大，它们的形状、大小的影响逐渐减小，当远到一定程度时，起决定作用的就是带电体的电荷量，其形状、大小都是无关紧要的，可忽略不计，于是建立了“点电荷”模型，库仑定律反映的就是两个点电荷之间的相互作用规律．而实际问题中的带电体能否看作点电荷，需视具体情况而定．对一般的带电体而言，可看作无数点电荷的集合体，借助叠加原理，根据库仑定律原则上可求出任意带电体之间的相互作用力．可见，没有“点电荷”这个理想模型的建立，就无法计算出带电体之间的相互作用力.也可以这样说，离开物理模型，就无法进行物理学的研究．二、中学物理中各个部分遇到的模型主要有：力学中：质点、弹簧振子、单摆等．热学中：理想气体等．电磁学中：点电荷、理想导体、绝缘体等光学中：点光源、薄透镜、狭缝、薄膜等．原子物理中：光子、自由电子等．和物理模型打交道，必须了解模型的一些特点．三、物理模型建立的过程的的方法物理对象模型化是在物理教学过程中完成的，建立物理模型，主要是让学生抓住事物的本质解决问题，对复杂的事物简化，进行抽象后建立起理想模型。
物理实验技术中的模型建立与验证方法
物理实验技术中的模型建立与验证方法引言物理实验是物理学研究中不可或缺的一部分，它通过收集数据和设计实验来验证或建立物理模型。
在实验过程中，正确的模型建立和有效的验证方法对于研究结果的准确性至关重要。
一、模型建立在物理实验中，模型是研究的基石。
模型是对于所研究系统或现象的简化描述，它由一系列假设和方程组成。
模型的建立要考虑多种因素，包括实验目的、可观测量和系统边界等。
在建立模型之前，研究者需要对研究对象进行系统的分析和理解。
这包括对相关物理原理和现象的掌握，以及对可能存在的影响因素进行综合考虑。
同时，研究者还需要明确模型的局限性和适用范围，并对模型中的参数进行选择和定义。
对于复杂的系统，可以采用概化和简化的方法来建立模型。
通过假设和近似，可以将一个复杂系统简化为若干个简单的物理模型。
这可以大大降低实验的难度和复杂度，并更好地掌握实验变量和参数。
二、模型验证模型的验证是物理实验中的关键一环，它可以通过实际数据与模型预测结果之间的比较来实现。
模型验证的目的是检验模型的准确性和适用性。
在模型验证时，研究者需要收集实验数据，并与模型预测结果进行对比。
通过比较实验数据与模型结果的吻合程度，可以评价模型的可信度和准确性。
如果实验数据与模型结果吻合良好，那么可以得出结论模型是可靠和准确的。
如果存在偏差，则需要进一步优化模型或调整参数。
当模型建立和验证中存在多个变量时，设计合理的实验计划是十分重要的。
通过对实验变量的控制和观测，研究者可以确定模型参数和方程的数值，并检验模型对于不同条件下的适用性。
三、模型改进模型建立和验证的过程并不是一次性完成的，它们是相互交叉和不断迭代的。
当模型验证结果与实验数据存在偏差时，研究者需要根据实际情况进行模型改进。
模型改进的方法可以包括调整模型参数、引入新的因素或变量，或者对模型结构进行优化。
通过对模型的改进和完善，可以提高模型的预测能力和准确性。
不仅如此，也可以通过和其他模型的对比来改进自己的模型。
初中物理模型知识点总结
初中物理模型知识点总结一、物理模型的概念物理模型是指通过一定的方法和手段，将物理系统或现象的特性用数学、图表或实验表达出来，从而建立一个便于观察、分析、预测的模型。
物理模型可以是定性的，也可以是定量的，可以是简化的，也可以是复杂的。
根据研究的需要，可以选择合适的物理模型来描述和解释实际物理系统或现象。
二、物理模型的特点1.简单性：物理模型通常是对实际系统或现象的简化和概括，能够用简易的方式描述和解释复杂的物理现象。
2.可视化：物理模型通过数学公式、图表或实验，将实际物理系统或现象呈现在我们眼前，使得抽象的物理概念更加直观。
3.预测性：物理模型能够根据已知信息，预测未知的物理现象，帮助我们理解和探索自然规律。
4.实验验证：物理模型可以通过实验数据的验证来检验其合理性和准确性。
三、物理模型的分类根据物理现象的不同，物理模型可以分为多种类型，常见的物理模型可以分为以下几类：1.数学模型：利用数学方法建立的模型，常用于描述和解释物理系统的运动规律、力学关系、电磁场分布等。
2.图表模型：通过图表形式来表示物理系统的特性，常见的有力学图表、电路图表、光学图表等。
3.实验模型：通过设计实验来研究物理系统的特性，从而建立起一个能够描述或解释实验结果的模型。
四、物理模型的应用物理模型在物理学研究中有着广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1.揭示物理规律：物理模型可以帮助我们揭示和理解物理现象背后的规律和原理，例如牛顿的运动定律、库仑定律等。
2.预测物理现象：物理模型可以根据已知信息，预测未知的物理现象，帮助我们预测天体运动、天气变化、电路效应等。
3.设计和优化：物理模型可以帮助我们设计和优化物理系统，例如设计汽车发动机、电子产品、建筑结构等。
4.教学和科普：物理模型可以帮助我们以更加直观和形象的方式，教学和普及物理知识，让学生和公众更容易理解和接受。
五、物理模型的建立建立物理模型通常需要以下几个步骤：1.选择适当的模型：根据研究的实际情况和需要，选择合适的数学模型、图表模型或实验模型。
建立物理情景和物理模型的方法
建立物理情景和物理模型的方法
建立物理情景和物理模型是作为实验教学的重要组成部分，其在提高学生理解
实验目的的同时，使学生的学习具有实践性和创造性。
针对高校物理实验教学实践中，学生对物理情景和物理模型的建立有一定的困难，一来物理情境的形成过程复杂，而物理模型的建立需要不断的探索和概念解释；二来，学生在建立物理情境和物理模型时可能存在时间限制，缺乏关键技巧和解决方案，或者自身模型建立技能较弱。
那么到底应该如何建立物理情景和物理模型呢？可以采用下面四个步骤：
第一步：弄清楚物理问题的基本性质，重点分析物理问题的物理量构成以及联
立式，把物理问题抽象成一个精确的物理模型；
第二步：可以从不同角度去思考物理模型，在量化物理量时不要拘泥于最初定义，可以对物理量和运动学参数进行再次定义；
第三步：根据物理量之间的关系进行处理，考虑,结合题目，条件等，建立最
优化的物理模型；
第四步：实践验证物理模型，避免忽略比例的影响，确保物理模型的准确性。
以上四步可以有效地帮助高校学生快速建立实验相关的物理情景和物理模型，
从实验报告到研究论文写作，都有助于学生更全面地理解实验和深入探究。
由此，建立物理情景和物理模型可以帮助高校学生增强理论知识形成系统的认识，从而提升物理教学的效果。
子弹打木块、弹簧模型
（4）弹簧恢复原长时，AB的速度？
（5） A的最大速度？ （6）B的最小速度如何？
注意：弹簧状态的把握
由于弹簧的弹力随形变量变化，所以弹簧弹力联系 的“两体模型”，一般都是作加速度变化的复杂运动 ，所以通常需要用“动量关系”和“能量关系”分析 求解。复杂的运动过程不容易明确，特殊的状态必须 把握；弹簧最长（短）时两体的速度相同；弹簧自由 时两体的速度最大（小）。
2、质量为m的物块甲以3m/s的速度在光滑水平面上运动，有 一轻弹簧固定于其左端，另一质量也为m的物块乙以4m/s的速 度与甲相向运动，如图所示．则（ AD）
A．甲、乙两物块在弹簧压缩过程中，由于弹力属于内力作用， 故系统动量守恒
B．当两物块相距最近时，甲物块的速率为零 C．甲物块的速率可能达到5m/s D．当甲物块的速率为1m/s时，乙物块的速率可能为2m/s， 也可能为0
例1、
总结求解方法：
1、动量守恒——关键看系统的合外力是否为零 2、受力分析，“子弹打木块”模型实质是两个物体在一对作用 力和反作用力（认为是恒力）作用下的运动，物体做匀变速运 动，可用动力学规律求解 3、求时间——单个物体运用动量定理或牛顿运动定律和运动学 关系 4、求位移——单个物体运用动能定理或牛顿运动定律和运动学 关系 5、涉及相对位移——有机械能向内能转化 E损=Q=fS相 6、匀变速运动---可利用v-t图像（定性分析时多用到）
二、弹簧模型的特点与方法
1、注意弹簧弹力特点及运动过程。 弹簧弹力不能瞬间变化
2、弹簧连接两种形式：连接或不连接。 连接：可以表现为拉力和压力 不连接：只表现为压力。
3、动量问题：动量守恒。 4、能量问题：机械能守恒（弹性碰撞）。
动能和弹性势能之间的转化
物理模型的构建
物理模型的构建一、什么叫物理模型物理模型是为便于对实际物理问题进行研究而建立的高度抽象的理想化的实体、理想化过程等。
如力学中的质点、单摆、匀速直线运动、匀变速直线运动、自由落体运动、抛体运动、简谐振动、匀速圆周运动等都是物理模型。
二、物理模型的产生和作用1. 模型是形成物理概念建立物理规律的基础。
用物理模型可以使抽象的假说物理理论加以形象化，便于想像和思考研究问题．物理学的发展过程，可以说就是一个不断建立物理模型和用新的物理模型代替旧的或不完善的物理模型的过程。
比如对原子结构的认识就是了从“葡萄干蛋糕”模型开始的，随后卢瑟福从α粒子散射实验出发，提出了原子的核式模型结构，玻尔又以“定态、跃迁”理论解释了核式模型结构与经典电磁学之间的矛盾，核式结构模型得到了发扬光大。
2.运用物理模型可以简化和纯化研究对象及其过程。
在研究一些实际问题时，有些对象或过程与某些物理模型比较接近，一定的场合或条件下，可以当作物理模型来处理，从而抓住问题的核心和主要因素以及本质特征，暂时撇开次要的因素和非本质的特征，大大地方便了对物理问题的处理。
例如，在研究地球绕太阳公转的轨道问题时，由于地球与太阳的平均距离比地球的半径大得多，这时地球的形状和大小可以忽略，直接把地球当成质点来处理。
在运动学中大多数情况下都是把研究对象当成质点来处理。
再比如假设阻力恒定时，我们把车辆的制动，子弹打木块看成匀减速直线运动；把空气阻力影响小，从高处静止释放后物体的运动看成自由落体运动等等。
3.运用物理模型有利于发挥想象力和物理抽象能力。
从宏观世界中的天体的运行到微观世界中的分子原子、基本粒子的运动一般都是比较复杂的，只有采用适当的物理模型来分析，才能发挥物理抽象思维的作用。
三、物理模型的运用随着教学改革的深入，二期课改的精神是更突出对学生应用能力及创新能力的挖掘和培养，大量实践应用型、信息给予型、估算型等物理问题频繁出现于学生的面前，由此，如何于实际情景中构建物理模型借助物理规律解决实际问题则成了一个重要环节。
浅谈如何构建物理模型
浅谈如何构建物理模型【摘要】高中学生普遍感觉高中物理难学：听听还懂，解决实际问题就困难。
关键在于他们还是习惯于初中的那种形象思维方式，只会记概念、规律的静态结论，而不重视得出结论的发展过程；只会照葫画瓢，模仿性地解决一些简单的物理问题，而不善于通过观察分析，提炼出现实情景的物理模型，尔后纳入到相关的知识体系中去加以处理，最后得到问题的解决。
所以，物理教师在完成教学任务的过程中，一定要重视对学生建模意识的培养，只有这样，才使学生在解决物理问题时能清晰地构建出情景条件的物理模型，迅速找到解决问题的方法，从而达到培养学生灵活思变、创造性思维的能力。
本文着重从三个方面阐述如何建构物理模型：一、加强基础训练，积累实战经验、二、注重情境变换，拓展思维空间、三、精心整合归类，构建物理模型，目的在于教会学生一种思考问题的方式。
【关键词】夯实基础；情境变换；整合归类众所周知，理想模型的建构是研究物理的一种重要手段和方法，大物理学家如伽利略、牛顿、爱因斯坦等，他们都是善于建构物理模型的人。
物理模型是根据研究的问题和内容在一定条件下对研究客体的抽象，从多维的具体图像中，抓住最具有本质特征的图像，建立起一个易于研究的、能从主要方面反映研究客体的新图像，物理教学的主要任务就是要教会学生这种思考问题的方式，并尝试用所学知识来分析和解决实际问题。
新课程改革把课程目标定位于满足学生发展与终身学习需要，为造就适应社会需要的高素质人才奠定基础。
学以致用正是基于这一基本要求，但自然界实际问题是千变万化的，我们既要考虑这些知识的“去脉”，更不能轻视它的“来龙”，做到“以物带理”和“以理说物”。
“以理说物”要求我们要弄清其中基本的原理，搞清它们所遵循的基本规律，对复杂的情境进行简化抽象，建立起物理模型，这样我们就可以通过纷繁而复杂的表面现象去认清事物的本质，用理论来指导我们的行动去改造世界。
1．加强基础训练，积累实战经验扎实的基础，为理想模型的建立提供一个知识平台，因此教学的首要任务是夯实基础，培养学生基本的思维方法，而新课教学中的知识传授则是理想模型建立的初级阶段。
浅谈高中物理教学中如何有效建立物理模型
浅谈高中物理教学中如何有效建立物理模型内容摘要:本文深入地阐述了高中物理教学中物理模型建立的重要性和必要性,并总结了本人在近十年的物理教学过程中常用的建模方法和所构建的物理模型的一般分类,以方便大家在教学过程中参考.关键词:物理过程物理模型条件模型过程模型建模方法多媒体辅助教学一、引言――建立物理模型的重要性和必要性物理现象或物理过程一般都十分复杂,涉及因素众多.对实际问题进行科学抽象化处理,抓住其主要因素,忽略其次要因素,得出一种能反映原物体本质特征的理想物质、过程或假设结构,此种理想物质、过程或假设结构就称之为物理模型.模型作为物理学的研究对象,它不仅具有高度的抽象性,还具有广泛的代表性.在高中阶段,学生所学的每一个物理原理、定理、定律都与一定的物理模型相联系.解决每一个物理问题的过程都是选用物理模型、使用模型方法的过程,特别是在研究实际问题时,学生不仅要透过物理现象、排除次要因素的干扰、抽出反映事物本质的特征、建立合理的物理模型,对问题进行简化和理想化处理,而且要对物理问题进行模型的识别和再现.可见能建立正确合理的模型,能透过现象识别、发现模型是解决物理问题的关键所在.而学生的物理建模能力的高低在很大程度上也就决定着学生物理学习成绩的好坏.所以建模教学是高中教学中不容忽视的一个环节.利用"物理模型"教学培养学生的创新意识创新意识和创新能力是两个不同的概念,有时意识比能力更重要.以上谈到,物理模型的建立很具创新性,教师应该把建立物理模型的这种创新的思路启发地诉之于学生,这样对学生创新意识的培养才是有益的.利用"物理模型"培养正确的思维方法,从而培养创新能力正确的思维方法是提高思维能力的基础,良好的思维能力是创新能力的保证,只有正确的思维才谈得上有良好的创新.但是由于年龄的关系,中学生一般只注意知识的学习,并不关心自己的思维方法是否正确,更不能自觉地纠正一些不正确的思维方法,这就影响了思维发展.因此,指导学生运用正确的思维方法是培养学生创新能力首要任务."物理模型"的建立,也是一种严密的正确的思维方法,其思维过程非常明显,分析好每一个"物理模型"的建立思维很重要.二、物理模型的分类――细致分析过程,准确归好类型物理模型的要点是近似处理,并通过事实检验或实验验证,使模型与事实基本吻合.如物理学中的质点、点电荷、点光源等理想模型,其要点是对象的形状与体积对研究问题没有影响或影响不大.自由落体运动、匀速直线运动、匀速圆周运动等过程模型,其要点是忽略物体在实际运动过程中的次要因素.接触面光滑、绝热等条件模型,其要点是排除物体所处外部条件的次要影响.1.对象模型即用来代替对象实体的理想化模型,例如,质点、弹簧振子、单摆、理想气体、点光源、薄透镜、点电荷、理想变压器等.2.条件模型即把研究对象所处的外部条件理想化建立的模型,如光滑表面、轻杆、轻绳、均匀介质、匀强电场、匀强磁场等.3.过程模型如自由落体运动、简谐振动、弹性碰撞、绝热过程、稳恒电流等等,这些都是将物理过程理想化了的物理模型.4.理想实验模型如伽利略就是从斜槽上滚下的小球滚上另一斜槽,后者坡度越小,小球滚得越远的实验基础上,提出了他的理想实验.5.问题模型以问题为核心,形成一种解决问题的一般方法,使处理问题的思路清楚,可化繁为简,化难为易.如子弹打木块、弹性小球相碰等.三、建立物理模型的方法――精心选择方法,合理构建模型对应高中物理模型实际的建模方法多种多样.模型的构建,需采用对应的方法;甚至一个模型的构建,需要采用多种方法,方法选择正确,将收到事半功倍的效果.实际物理建模时,使用什么样的建模方法,应根据物理原型本身的性质和建模的具体需要来决定物理模型的构建,常用方法如下.量纲分析法:在物理模型构建时,可以利用量纲分析法来找到相关物理量间的相互关系,从而构建出相应的物理模型,如单摆周期模型.科学抽象法:抽象是指从具体事物中提炼出某个或某些方面、某些属性等.如隔离法确定研究对象、天体做匀速圆周运动、理想弹簧模型.理想化法:是对研究对象或物理过程加以简化,抓住主要因素,忽略次要因素,找出它们在理想状况下所遵循的基本规律,并构建出相应的物理模型.如刚体、轻杆、平动运动、理想气体模型、伽利略斜面实验等.类比法:许多物理现象彼此之间存在着许多相同或相似的物理属性,人们由此推测它们之间也存在着一些另外的共性.如光与声具有反射、折射等属性,惠更斯据此提出了光的波动模型;微观粒子与光一样具有粒子性,德布罗意建立了物质波模型;卢瑟福根据原子结构与太阳系类似,建立起了原子的行星结构模型.等效替代法:当所研究的物理问题比较隐蔽、复杂、难于直接研究时,可以用等效替代法建立起相应的比较简单、易于研究的等效物理模型,可分为过程等效替换(带电粒子在匀强电场中的类平抛运动)、作用等效替换(运动的合成与分解)、等效结构(弹簧振子和lc振荡电路)等等.微元法:在构建物理模型时,将研究对象或物理过程视作由许多微小体或元过程组成,而所研究的对象或物理过程整体所遵循的物理规律,可通过积分来得到,如匀变速运动的位移公式.假想法:当所研究的物理现象不能直接观察,或现有的物质、实验条件还不能进行真实模拟时,人们可根据已知的物理原理、物理规律对所研究的物理现象提出一种假定性的推测和说明,从而建立起相应的物理模型,如牛顿第一定律、机械能守恒定律等.四、教学过程中如何培养学生的建模能力――善于总结归纳,增强建模能力（一）、培养学生的建立物理模型的意识在教学过程中,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滑动摩擦力或静摩擦力做功代数和为何值这个问题上.总结知识,积累经验是必要且重要的！（三）、合理利用好外界的有利因素,提高学生的建模能力其一,随着信息技术与多媒体技术的飞速发展,教师利用多媒体课件上课已经成为一种常规的教学方式.事实说明,多媒体技术的应用在激发学生学习兴趣、增强教学的直观生动性、方便知识复习、习题练习等很多方面都发挥着巨大的作用,也给我们的物理学科教学带来了极大的方便.我们用多媒体辅助教学可以更加直观生动地展现那些抽象的无法用手工教具展现的物理模型,从而加深学生的印象与理解.其二,了解物理学史是学习物理课程的一项重要内容.它不仅能提高学生对物理的学习热情,更是培养学生物理建模能力的一种有效手段.例如在《万有引力》的学习中,从古埃及的托勒密,到意大利的伽利略,到第谷开普勒,波兰人哥白尼,再到牛顿,科学家们在对宇宙的研究过程中都是提出各自的物理模型来比对现实中的现象,从而确立距离实际最接近的理论.其三,物理是以实验为基础的学科.做实验是检查学生是否真正掌握某一物理模型规律的重要手段,是培养物理建模能力的有效途径.没有清晰的物理模型概念学生就不会开展实验过程；没有习惯性的建模意识和正确进行实验的科学指导思想,学生就不能通过实验来培养自己的思维能力、动手能力、创新能力.让学生带着物理建模的意识走进实验室,多进实验室,才能让学生真正走进物的精妙之门！其四,新课标中,情感态度与价值观的培养是一项很重要的内容.教师要善于利用机会引导学生热爱生活,热爱观察.知识来源于生活,观察取决于兴趣.一个热爱生活与观察的人必然精力充沛,富有生机与创造力.伽利略看见吊灯的晃动而发现单摆的等时性、阿基米德因洗澡时水的溢出而发现浮力定律、奥斯特因小磁针的偏转而发现电流的磁效应……物理模型正是来自于生活！其五,物理教师要不断提升自己,社会在进步,科技在发展.从光电管到磁流体发电机,从宇宙飞船到粒子物理……现在每年高考题几乎都会有关于新技术应用方面的题目出现.这就要求教师也要不断进行学习.三尺讲台是教师展示魅力的地方,优秀的教师能够用自己的人格魅力、文化魅力、道德魅力征服学生,抓住学生的眼球与思维,从而润物无声、水到渠成.正所谓“亲其师,信其道”,只有“征服”学生才能有效地在工作中贯彻落实我们的想法.从伽利略开创近代物理先河开始,实验观察加科学推理的研究方法一直是物理学发展中的指导思想.而理想化模型即物理建模正是为适应这样的研究方法而提出来的.具有物理建模意识,具备物理建模能力,是每个学生学习物理学的目的之一,也是高中物理教师必须完成的非常重要的一项工作！【参考文献】[1]物理课程标准(实验)解读[m].廖伯琴,张大昌.湖北教育出版社,2004.[2]论高中物理教学中学生建模能力的培养[m].左雄.湖南科技学院学报,2007,28(4).[3]物理教学艺术论[m].唐一鸣.广西教育出版社,2002.[4]物理学科教育学[m].齐际平.首都师范大学出版社,2002.读完这篇文章后,您心情如何？00000000本文网址:。
高中物理必修一课件专题模型构建连接体问
谢谢聆听
02
能量损失
由于碰撞过程中存在能量损失，因此非弹性碰撞不满足 机械能守恒定律。损失的能量通常以热能的形式耗散。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ03
碰撞结果
非弹性碰撞后，物体的速度通常会发生变化，且变化量 取决于碰撞过程中的能量损失。
非弹性碰撞模型应用举例
完全非弹性碰撞
在这种碰撞中，两个物体碰撞后粘在一起以共同速度运动 。这种碰撞的能量损失最大。
牛顿第二定律的应用
根据牛顿第二定律，可以列出连接体中各个物体的动力学方程，进而求解未知量。在列方 程时，要注意选择合适的正方向，并正确运用矢量运算规则。
能量守恒定律的应用
在某些连接体问题中，可以利用能量守恒定律进行分析和求解。通过分析系统内的能量转 化和守恒关系，可以简化计算过程并得出正确答案。
02 弹性碰撞模型构建与解析
绳子连接体
轻杆连接体
两个物体通过一根不可伸长的轻绳相连， 在绳子张紧的情况下，两物体具有相同的 加速度和速度。
两个物体通过一根轻杆相连，在杆保持水 平或竖直的情况下，两物体具有相同的角 速度和线速度。
弹簧连接体
滑轮连接体
两个物体通过一根轻弹簧相连，在弹簧发 生形变的情况下，两物体受到弹簧的弹力 作用而具有不同的加速度和速度。
加速度，转动连接体中各物体具有相同的角加速度。
03
按相互作用力分类
可分为内力作用下的连接体和外力作用下的连接体。内力作用下的连接
体中，相互作用力满足牛顿第三定律；外力作用下的连接体中，相互作
用力不满足牛顿第三定律。
解题思路与方法
整体法与隔离法
对于连接体问题，通常采用整体法和隔离法进行分析。整体法是将连接体看作一个整体， 分析整体受力情况和运动情况；隔离法是将连接体中的各个物体隔离开来，分别分析每个 物体的受力情况和运动情况。
物理模型的构建
难点 物理模型的构建随着高考改革的深入，新高考更加突出对考生应用能力及创新能力的考查，大量实践应用型、信息给予型、估算型命题频繁出现于卷面，由此，如何于实际情景中构建物理模型借助物理规律解决实际问题则成了一个重要环节.●难点磁场 1.（★★★★）如图30-1所示，AB 为半径R =2 m 的一段光滑圆槽，A 、B 两点在同一水平面上，且长20 cm ，将小球由A 点释放，则它运动到B 点所用的时间为多少？（g 取10 m/s 2）2.（★★★★★）真空中，速度v =6.4×107m/s 的电子束水平地射入两平行金属板间，如图30-2所示.极板长度L =8.0×10-2 m ，间距d =5.0×10-3m ，极板不带电时，电子束将沿两极板的中线通过，若两极板间加50 Hz 的交流电压U =U m sin ωt ,当所加电压的最大值U m 超过某一数值U 0时，将开始出现以下现象：电子束有时通过极板 ，有时间断（不能通过），求U 0的大小.●案例探究［例1］（★★★★）如图30-3所示,在光滑的水平面上静止着两小车A 和B ，在A 车上固定着强磁铁，总质量为5 kg,B 车上固定着一个闭合的螺线管.B 车的总质量为10 kg.现给B 车一个水平向左的100 N ·s 瞬间冲量，若两车在运动过程中不发生直接碰撞，则相互作用过程中产生的热能是多少？命题意图：以动量守恒定律、能的转化守恒定律、楞次定律等知识点为依托，考查分析、推理能力，等效类比模型转换的知识迁移能力. 错解分析：通过类比等效的思维方法将该碰撞等效为子弹击木块（未穿出）的物理模型，是切入的关键，也是考生思路受阻的障碍点.解题方法与技巧：由于感应电流产生的磁场总是阻碍导体和磁场间相对运动，A 、B 两车之间就产生排斥力，以A 、B 两车为研究对象，它们所受合外力为零.动量守恒，当A 、B 车速度相等时，两车相互作用结束，据以上分析可得：I =m B v B =(m A +m B )v ,v B =Bm I =10100 m/s=10 m/s,v =)(100B A m m =6.7 m/s从B 车运动到两车相对静止过程，系统减少的机械能转化成电能，电能通过电阻发热，转化为焦耳热.根据能量转化与守恒：Q =21m B v 2-21 (m A +m B )v 2=21×10×102-21×15×(15100)2 J=166.7 JAB 图30-1图30-2图30-3［例2］（★★★★★）在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时，由于不允许传动的机械部分与这些液体相接触，常使用一种电磁泵，图30-4所示为这种电磁泵的结构.将导管放在磁场中，当电流通过导电液体时，这种液体即被驱动.如果导管中截面面积为a ·h ，磁场的宽度为L ，磁感应强度为B ，液体穿过磁场区域的电流强度为I 求驱动力造成的压强差为多少？命题意图：考查摄取信息构建模型的实践创新能力.B 级要求.错解分析：考生惯于已知物理模型的传统命题的求解，在此无法通过原型启发，将液体类比为磁场中导体，建立起熟知的物理模型，无法使问题切入.解题方法与技巧：此题的题源背景是电磁泵问题，它的原理是，当电流流过液体时，液体即为载流导体，在磁场中将受到安培力作用，力的方向由左手定则判定，所以液体将沿v 的方向流动.液体通电后可视为导体，从电磁场的原理图中可抽象出如图30-5所示的模型，既通电导体在磁场中受力模型.以载流导体为研究对象，根据安培力公式，载流导体受到的安培力（即液体受力）为：F=BIh ① 由压强公式，得p =SF ②且S=a ·h ③ 由①②③得p =aBI●锦囊妙计理想化模型就是为便于对实际物理问题进行研究而建立的高度抽象的理想客体. 高考命题以能力立意，而能力立意又常以问题立意为切入点，千变万化的物理命题都是根据一定的物理模型，结合某些物理关系，给出一定的条件，提出需要求的物理量的.而我们解题的过程，就是将题目隐含的物理模型还原，求结果的过程.运用物理模型解题的基本程序：（1）通过审题，摄取题目信息.如：物理现象、物理事实、物理情景、物理状态、物理过程等.（2）弄清题给信息的诸因素中什么是起主要因素.（3）在寻找与已有信息（某种知识、方法、模型）的相似、相近或联系，通过类比联想或抽象概括，或逻辑推理，或原型启发，建立起新的物理模型，将新情景问题“难题”转化为常规命题.（4）选择相关的物理规律求解. ●歼灭难点训练1.（★★★★）一人做“蹦极”运动，用原长15 m 的橡皮绳拴住身体往下跃，若此人质量为50 kg ，从50 m 高处由静止下落，运动停止瞬间所用时间为4 s ，则橡皮绳对人的平均作用力约为________.（g 取10 m/s 2）2.（★★★★）若正常人心脏在一次搏动中泵出血液70 mL ，推动血液流动的平均压强为1.6×104 Pa ，设心脏主动脉的内径为2.5 cm ，每分钟搏动75次，求：（1）心脏推动血液流动的平均功率是多大？ （2）血液从心脏流出的平均速度是多大？图30-4图30-53.（★★★★）如图30-6所示，一块宽为a 、厚为h 的金属导体放在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向与金属导体上下表面垂直.若金属导体中通有电流强度为I 、方向自左向右的电流时，金属导体前后两表面会形成一个电势差，已知金属导体单位长度中的自由电子数目为n ，问：金属导体前后表面哪一面电势高？电势差为多少？4.（★★★★）有一种磁性加热装置，其关键部分由焊接在两个等大的金属圆环上的n 根间距相等的平行金属条组成，成“鼠笼”状，如图30-7所示.每根金属条的长度为l ，电阻为R ，金属环的直径为D 、电阻不计.图中虚线表示的空间范围内存在着磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场的宽度恰好等于“鼠笼”金属条的间距，当金属环以角速度ω绕过两圆环的圆心的轴OO ′旋转时，始终有一根金属条在垂直切割磁感线.“鼠笼”的转动由一台电动机带动，这套设备的效率为η，求电动机输出的机械功率.5.（★★★★）人从一定高度落地容易造成骨折，一般成人胫骨的极限抗压力强度约为1.5×107 N/m 2，胫骨的最小横截面积一般为3.2 cm 2.假若一质量为50 kg 的人从一定高度双足落地，落地时下蹲其重心又下降15 cm ，试计算这个高度超过多大时，就会导致胫骨骨折.6.（★★★★）电磁泵是应用磁力来输送导电液体（如液态金属、血液等）的装置，它不需要机械活动组件.图30-8是电磁泵输送导电液体原理的示意图，绝缘管道的横截面为边长a =0.3 cm 的正方形，导电液体在管中缓缓流动，在管道中取长为L =2.00 cm 的部分，将它的上下管壁做成可以导电的导体，通以电流I ，并在垂直于管道和电流的方向加一个横向磁场，磁感应强度为B =1.50 T.要在管道中产生4.0×103 Pa 的压强，推动导电液体流动，电流强度I 应为多少？难点30 物理模型的构建［难点磁场］ 1.1.40 s 2.U 0=91 V ［歼灭难点训练］1.870~880 N2.（1）1.4 W （2）0.18 m/s3.用左手定则可知，金属导体后表面聚集较多的电子，故前表面电势较高，自由电子在定向移动过程中受电场力和洛伦兹力作用，于是eE =evB ,E =aU ,I =nev ,由以上三式解得：U =neaBI .4.处于磁场中的金属条切割磁感线的线速度为v =2D ω,产生的感应电动势为E =Blv =2D Bl ω.通过切割磁感线的金属条的电流为图30-6图30-7 图30-8I =1-+n R R E =nRDBl n 2)1(ω-.磁场中导体受到的安培力为F =BIl ，克服安培力做功的功率为 P 安=Fv =21F ωD ，电动机输出的机械功率为P =P 安/η， 联立以上各式解出P =Rn Dl B n ηω4)1(2222-5.双脚胫骨面积最小处能承受冲击力的最大值F =pS =1.5×107×2×3.2×10-4=9.6×103N设人的质量为m ，下落的安全极限高度是h 1,触地后重心又下降的高度为h 2. 对全过程由动能定理有mg (h 1+h 2)-Fh 2=0 解得：h 1=mgh mg F 2)(-=105015.0)1050106.9(3⨯⨯⨯-⨯ m=2.7 m6.在长为L 的一段导电液体，通过电流I 时，在磁场中长为a 的一段导电液体受安培力，F =Bla ，其方向沿管道向右，它对导电液体产生的压强为p =SF =2aBIa 电流I =Bpa =8.0 A.。
关于初中物理教学中物理模型的构建探讨
关于初中物理教学中物理模型的构建探讨物理学是自然科学的一个重要分支，也是中学科学中的一门重要课程。
在初中物理教学中，许多学生经常感到不知所措，因为这门学科涉及到许多抽象的概念和数量，需要学生具备一定的逻辑思维和数学素养。
在这种情况下，合理地构建物理模型可以对学生的学习起到重要的启发作用，有助于学生更好地理解物理概念和现象。
什么是物理模型？物理模型是由物理学家或物理教师构建的，以描述和分析复杂物理系统的简化方式。
在构建物理模型时，通常我会从复杂的真实系统中剥离出一些关键因素，建立一个更简单和易于分析的模型。
物理模型可以帮助人们理解物理现象和定律，预测系统的行为和结果，以及指导技术和工程应用。
在初中物理教学中，使用物理模型的主要目的是激发学生的学习兴趣和斗志，减轻学生的心理负担，让学生更好地理解物理概念和现象。
一方面，物理模型可以让学生在理论层面上尝试解决具体问题，培养学生的逻辑思维能力；另一方面，物理模型可以让学生更加直观地感受物理现实和动态，加深学生对物理知识的理解和认识。
如何构建物理模型？第一步：选择一个物理系统，明确研究的问题和目标。
第二步：提取关键因素和要素，并建立数学模型。
第三步：验证和分析模型，探索模型的适用范围和局限性。
第四步：运用模型来分析和解决实际问题。
以天平为例，假设我们要研究一个质量为X的物体在两个臂杆的天平中的平衡状态。
我们可以将物体质量，臂长，重力等关键因素提取出来，建立一个数学模型如下：物体右臂的力矩=物体左臂的力矩m₁g(l₁/2)=m₂g(l₂/2)其中，m₁和m₂分别为两边臂杆上的物体质量，l₁和l₂分别为两端臂杆的臂长。
通过运用这个模型，我们可以探究影响物体平衡的因素，如物体质量，臂杆长度等，以及如何调整臂杆来使物体平衡。
Conclusion初中物理教学中，构建物理模型是一种重要的教学方法，可以帮助学生深入理解物理概念和现象，提升他们的逻辑思维能力和数学素养。
在构建物理模型时，需要选择一个恰当的物理系统，提取关键因素和要素，并建立数学模型。
物理模型的构建
物理模型的构建怎样构建物理模型物理应用能力是“理综能力”考察的核心。
物理应用能力的考察本质是对实际问题分析、还原和构建物理模型能力的考察，解题的过程实质上就是对实际问题分析、还原和构建物理模型的过程。
平常所说解题时应“明确物理过程、在头脑中建立一幅清晰的物理图景”，其实指的就是要正确地还原和构建物理模型。
因为考生构建模型的情况，能真实地反映他的理解能力、分析综合能力、获取知识的能力等多种能力。
2．知识概要互相关联的物理状态和物理过程形成了物理问题，化解物理问题的通常方法可以概括为以下几个环节：在这几个环节中，根据问题的情景构建出物理模型是最关键的、也是较困难的环节。
由问题情景转化出来的所谓“物理模型”，实际上就是由理想的对象参与的理想的过程。
如质点的自由落体运动、质点的匀速圆周运动、单摆的简谐运动、点电荷在匀强电场中的运动、串并联电路等等。
这种物理模型一般由更原始的物理模型构成。
原始的物理模型可分为如下两类：所谓“建模”就是将具有实际色彩的物理对象或物理过程通过抽象化、理想化、精简和投影等方法转化成理想的物理模型。
恰当构筑物理模型应当特别注意以下几点：（1）养成根据物理概念和物理规律分析问题的思维习惯。
结合题目描述的现象、给出的条件，确定问题的性质；同时抓住现象的特征寻找因果关系。
这样能为物理模型的构建打下基础。
（2）理想化方法就是构筑物理模型的关键方法，理想化方法的本质就是把握住主要矛盾，对数的处置实际问题。
因此在分析问题时必须培养比较、权衡的习惯。
（3）要透彻掌握典型物理模型的本质特征、不断积累典型模型，并灵活运用他们。
如研究碰撞时，总结出弹性碰撞和完全非弹性碰撞两个模型，但后来发现一些作用时间较长的非碰撞类问题，也有相同的数学形式，这就可以把这些问题也纳入到这两个模型中去，直接应用这两个模型的结论。
在粒子散射实验中，粒子与重金属原子核的作用是非接触性的静电力作用，由于动能守恒也可纳入弹性碰撞模型。
物理模型的建立
物理模型的建立运动学模型【模型概述】在近年的高考中对各类运动的整合度有所加强，如直线运动之间整合，曲线运动与直线运动整合等，不管如何整合，我们都可以看到共性的东西，就是围绕着运动的同时性、独立性而进行。
【模型回顾】 一、两种直线运动模型匀速直线运动：两种方法（公式法与图象法） 匀变速直线运动：20021at t v s at v v t +=+=，，几个推论、比值、两个中点速度和一个v-t 图象。
特例1：自由落体运动为初速度为0的匀加速直线运动，a=g ；机械能守恒。
特例2：竖直上抛运动为有一个竖直向上的初速度v 0；运动过程中只受重力作用，加速度为竖直向下的重力加速度g 。
特点：时间对称（下上t t =）、速率对称（下上v v =）；机械能守恒。
二、两种曲线运动模型平抛运动：水平匀速、竖直方向自由落体 匀速圆周运动：ωωmv mr rmv ma F F =====22向向法【模型讲解】一、匀速直线运动与匀速直线运动组合例1.一路灯距地面的高度为h ，身高为l 的人以速度v 匀速行走，如图1所示。
（1）试证明人的头顶的影子作匀速运动； （2）求人影的长度随时间的变化率。
图1解法1：（1）设t=0时刻，人位于路灯的正下方O 处，在时刻t ，人走到S 处，根据题意有OS=vt ，过路灯P 和人头顶的直线与地面的交点M 为t 时刻人头顶影子的位置，如图2所示。
OM 为人头顶影子到O 点的距离。
图2由几何关系，有OS OM l OM h -= 联立解得t lh hvOM -=因OM 与时间t 成正比，故人头顶的影子作匀速运动。
（2）由图2可知，在时刻t ，人影的长度为SM ，由几何关系，有SM=OM-OS ，由以上各式得t lh lv SM -=可见影长SM 与时间t 成正比，所以影长随时间的变化率lh lvk -=。
评点：本题由生活中的影子设景，以光的直进与人匀速运动整合立意。
解题的核心是利用时空将两种运动组合，破题的难点是如何借助示意图将动态过程静态化，运用几何知识解答。
物理模型的构建和模拟方法
物理模型的构建和模拟方法在科学研究中，物理模型的构建和模拟方法是一种比较重要的手段。
从来自不同研究领域的科学家手中，这种手段已经被广泛应用，可以加深我们对自然界的认识和对复杂系统的理解。
物理模型可以是一个构想，也可以是一个数学方程，并在计算和实验条件下进行模拟，进而得到有关系统行为的信息。
本文将介绍物理模型的构建和模拟方法。
物理模型的构建的基本思想物理模型是通过现实世界中一些基本规律的抽象描述而构建，然后在计算或实验条件下进行模拟。
建立物理模型的第一步是了解所研究的系统，从实验或观测数据中提取中与和系统行为相关的关键因素。
然后，将这些因素转化为数学形式，并根据物理规律进行修正和简化，得到一个简化的理论描述。
最后，在计算或实验条件下，对其进行模拟或验证。
物理模型的构建有许多方法，如基于牛顿运动方程的考虑, 基于随机过程的统计物理方法, 基于宏观守恒原理和微观运动学的理论方法等等。
例如，当研究系统为流体时，就可以采用流体力学理论，而当研究系统为固体时，可以采用弹性力学理论或固体物理学理论。
在生物医学科学领域中，可以采用生物物理学理论和分子模拟技术来构建模型。
总之，物理模型的构建方法可以根据不同领域和问题的需要而不同。
在物理模型的构建过程中，需要考虑基本假设是否合理和适用。
对于大多数情况，研究者不能获取到系统完整的信息, 因为他们必须对基本假设做出某些必要的简化和选择。
这样，物理模型只能代表系统的大致运行情况，并且仅有在一定范围内，才能与实际结果相一致。
物理模型的模拟方法当物理模型构建完成后，我们可以采用许多数值或实验方法来模拟其行为。
数值模拟数值模拟是一种基于数学计算的方法。
研究者将初始条件和模型参数输入计算机中，并使用相关的数值工具和方法对程序进行编码，然后计算机会模拟出问题的解。
数值模拟方法有许多种，如有限元方法，有限差分法，多体动力学模拟和分子动力学模拟等，每种方法都有其优缺点和适用领域。
实验模拟在实验室中，研究者可以控制和测量某些条件，对物理模型进行实验模拟。
初中物理模型建立教案
初中物理模型建立教案教学目标：1. 理解物理模型的概念及其在物理学研究中的应用。
2. 学会建立简单的物理模型，并能运用模型解决实际问题。
3. 培养学生的观察能力、思考能力和创新能力。
教学重点：1. 物理模型的概念及其分类。
2. 物理模型的建立方法。
3. 物理模型在实际问题中的应用。
教学难点：1. 物理模型的建立方法。
2. 物理模型在实际问题中的应用。
教学准备：1. 教材或教学资源。
2. 实物或图片等教学辅助材料。
3. 教学工具（如黑板、粉笔、多媒体设备等）。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 向学生介绍物理模型的概念，引导学生思考为什么需要建立物理模型。
2. 举例说明物理模型在生活和科学研究中的应用。
二、物理模型的概念与分类（10分钟）1. 讲解物理模型的概念，强调物理模型是对实际问题的简化或理想化处理。
2. 介绍常见的物理模型分类，如力学模型、热学模型、电学模型等。
三、物理模型的建立方法（10分钟）1. 讲解物理模型建立的基本步骤：观察实际问题、提取主要因素、忽略次要因素、建立数学模型。
2. 通过示例演示如何建立简单的物理模型。
四、物理模型在实际问题中的应用（10分钟）1. 给出实际问题，引导学生运用已建立的物理模型进行解决。
2. 分析解答过程，强调物理模型在问题解决中的作用。
五、课堂练习与讨论（10分钟）1. 布置练习题，让学生独立完成。
2. 分组讨论，分享解题过程和心得体会。
六、总结与反思（5分钟）1. 回顾本节课所学内容，总结物理模型的建立方法和应用。
2. 引导学生思考如何将在课堂上学到的物理模型应用到生活和科学研究中。
教学延伸：1. 邀请相关领域的专家或学者进行讲座，介绍物理模型在科学研究中的应用。
2. 组织学生进行小研究，深入探究某个物理模型的建立和应用。
教学反思：本节课通过讲解物理模型的概念、分类和建立方法，让学生了解物理模型在生活和科学研究中的重要性。
通过实际问题的解决，培养学生运用物理模型解决问题的能力。
物理模型的建立
物理模型的建立以物理模型的建立为标题，本文将探讨物理模型的概念、建立过程及其在科学研究中的应用。
一、物理模型的概念物理模型是指对实际物体或现象进行简化和抽象，以便于研究和理解的一种表示方式。
物理模型可以是一种图形、方程、计算机程序或任何其他可以描述实际物体或现象特征的数学或逻辑形式。
通过建立物理模型，人们可以深入研究和分析复杂的自然现象，从而揭示它们背后的规律。
1. 确定研究对象：首先需要明确研究的对象是什么，是物体还是现象，以及所关注的特征和问题。
2. 收集数据：通过观察、实验或其他方式收集相关数据，包括物体的尺寸、质量、运动状态等信息。
3. 建立假设：根据对研究对象的理解和分析，提出合理的假设，用于描述物体或现象的运动规律。
4. 确定模型类型：根据研究对象的特征和问题，选择适合的模型类型，如几何模型、动力学模型等。
5. 建立模型：根据所选的模型类型，利用数学、物理等知识建立相应的模型，将实际物体或现象转化为数学方程或计算机程序。
6. 验证模型：将建立的模型与实际数据进行对比和验证，评估模型的准确性和可靠性。
7. 优化模型：根据验证结果，对模型进行修正和优化，以提高模型的精确度和适用性。
8. 应用模型：将优化后的模型应用于实际问题，进行预测、分析和控制，为科学研究和工程实践提供指导。
三、物理模型的应用1. 科学研究：物理模型在科学研究中起到重要作用，可以帮助科学家理解和解释自然现象，揭示规律。
例如，通过建立天体运动的物理模型，科学家可以预测和解释行星的轨道运动。
2. 工程设计：物理模型在工程设计中广泛应用，可以帮助工程师优化设计方案，降低成本和风险。
例如，在飞机设计中，工程师可以利用物理模型模拟飞行过程，评估飞机的性能和稳定性。
3. 环境保护：物理模型在环境保护领域的应用也越来越重要。
通过建立大气、水体、土壤等环境的物理模型，可以预测和评估污染物的扩散和影响，为环境管理和保护提供科学依据。
4. 医学研究：物理模型在医学研究中有广泛应用，可以帮助医生和研究人员理解人体的生理过程和疾病机理。
物理模型的构建课件
r h
v0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
规律小结
练习1 练习2 练习 练习
例3
结束语
文字
确定研究对象: 确定研究对象
情景
从题文中发现： 从题文中发现：“陀螺 的转动轴在全部时间内都 保持竖直” 保持竖直”， 因此将陀螺当作平动 的物体研究。 的物体研究。依照题意画 出陀螺平动的草图。 出陀螺平动的草图。
例1 例2
圆锥形陀螺在 光滑水平桌面上快 速绕轴旋转， 速绕轴旋转，同时 向右运动， 以速度v0向右运动， 若陀螺的转动轴在 r 全部时间内都保持 竖直， 竖直，则v0至少等于 h 多少， 多少，才能使陀螺 从桌面滑出后不会 与桌边发生碰撞
情景： 情景： 推进器中海水在磁场的作用下向后运动（电磁泵） 模型： 模型： 对象模型： 对象模型： 通电导体 过程模型： 过程模型： 通电导体在磁场中受安培力作用 规律： 规律： L U I= , R=ρ , F = BIL S R
例1 例2 规律小结 练习1 练习2 练习 练习 例3 结束语
解答： 根据安培力公式 推力F 根据安培力公式,推力 解答：(1)根据安培力公式 推力 1=I1Bb,其中 其中 I1= U , R＝ρ b ＝
例1 例2 规律小结 练习1 练习2 练习 练习 例3 结束语
例1
例2
规律小结
练习1 练习2 练习 练习
例3
结束语
对象模型 质点
物理解题中常见的模型
过程模型 特征 静止、匀速运动、 与物体的大小、 静止、匀速运动、匀 与物体的大小、形 （变）加速直线运动， 状无关，所受力为 加速直线运动， 状无关， 抛体运动、圆周运动、 抛体运动、圆周运动、 共点力 振动、 振动、碰撞 静止、 静止、直线运动 与物体的线度有关 不讨论转动） （不讨论转动）
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物理模型法目标：理解物理模型的建立在物理学习（特别是解题）中有十分广泛的应用，掌握平抛运动、圆周运动、碰撞、反冲、单摆等一系列物理模型的特点和研究方法，学会将研究对象简化成理想模型、将新的物理情景抽象成我们熟知的物理模型并加以解决，并且在解题中不断建立新的物理模型。
例题：例题一 试估算金原子Au 19779的大小，并从α粒子散射实验中估算金核的大小。
设α粒子速度s m v /1060.1272-⨯=，质子质量kg m 271067.1-⨯=ρ，元电荷c e 191060.1-⨯=，静电引力恒量为229/100.9c m N k ∙⨯=，金的密度33/103.19m kg ⨯=ρ，阿伏加德罗常数为1231002.6-⨯=mol N A ，已知试探电荷q 在距点电荷Q 为r 处时具有的电势能r kQq E /=ρ。
（计算结果取一位有效数字） 解：金原子的摩尔体积为35331002.1103.1910197m MV --⨯=⨯⨯==ρ 单个分子体积v=32910696.1m N V A-⨯= 设金原子直径为d ，则由361d v π=，代入数据后得m d 10101-⨯= 当α粒子最接近金核时，可以认为α粒子的速度几乎减小为零，此时有rQq k E v m ==ραα21 代入数据得14104-⨯=r m点评：本题属于物质结构模型的建立。
题中要估算金原子的直径，需建立原子的球体模型，用球体积最终求得分子的直径。
而在研究金原子核半径时，应与α粒子与金原子核的最近距离作为金属原子核的半径。
事实上，本题中粒子与金原子核在作用过程中，只有当两核速度相等时，距离最近。
但考虑到金原子核的质量远大于粒质量，故近似的认为金原子核静止不动，这样的模型，虽简单但不影响本题的作答。
例题二 如图所示，小球的质量为m ，带电量为q ，整个区域加一个场强大小为E 的水平方向的匀强电场，小球系在长为L 的绳子的一端，且在与竖直方向成45°角的P 点处于平衡。
则 （1）电场力多大？（2）如果小球被拉至与O 点在同一水平位置的C 点自由释放，则小球到达A 点的速度是多大？此时绳上的拉力又为多大？ （3）在竖直平面内，如果小球以P 点为中心作微小的摆动，其振动周期如何求解？（4）若使小球在此竖直平面内恰好做圆周运动时，最大速度和最小速度分别在哪点？大小例2图分别为多少？解：（1）小球在P 处处于平衡，由平衡条件可知 电场力qE=mg（2）由于小球无论在哪个位置所受重力和电场力均不发生变化，因此重力和电场力可以等效成一个新的合场力F ，大小mg F 2=，方向与竖直方向成45°角斜向左下。
小球从C 点运动到A 点的过程中，合场力F 作功为零，由动能定理，得0,0212===A F V W mv 绳中拉力为mg （3）小球可等效在新的合场力F 作用下作单摆，其等效重力加速度g m F g 2//==，则其周期 g L g L T 222/ππ==（4）小球在等效场中作竖直平面内的圆周运动中。
通过与重力场中类比，小球应在速度最大的P 点（可视为等效最低点）的对称点P /（可视为等效最高点）点的速度最小。
小球在等效最高点P /，由牛顿第二定律mg F L v m P 22/==解得 gl V P 2/=小球从P /到P 点，由动能定理，得L mg mV mV P P 22212122⋅=- 解得 gl V P 25=点评：本题属于运动模型—圆周运动的等效类比。
平时在学习物理的过程中要熟知一些常规模型的受力特点、应用规律、使用范围，对相似、相近的物理情景易产生类比联想，从而形成需解决问题与已解决问题的内在联系的桥梁，实现已知物理模型向新物理模型的有效迁移。
例题三 如图所示，是一种记录地震装置的水平摆，摆球固定在边长为L ，质量可忽略不计的等边三角形的顶点A 上，它的对边BC 跟竖直线成不大的夹角α，摆球可绕固定轴BC 摆动，求摆球微小摆动时的周期。
解：如图所示，过A 点作BC 垂线，交BC 于O 点，OA 即为等效单摆的摆长，其长度为L /=Lsin60°=L 23。
摆球在平衡位置时，把摆球的重力G 分解为与BC 平行的分力G 1和与BC 垂直的分力G 2，则G 2=Gsin α,等效重力加速度g /=G 2/m=gsin α,因而摆球做微小振动的周期αππsin 2322g L g L T =''= 点评：本题属于运动模型—单摆模型。
是地震仪中水平摆测周期的实际问题，实质上是单摆周期公式的变通应用。
2例题四 如图所示，宽为d 、质量为M 的正方形木静止在光滑水平面上，一质量m 的小球由静止开始沿“Z ”字通道从一端运动到另一端，求木块-和小球的对地位移。
解：把小球和木块看成一个系统,由于水平方向所受合外力为零,则水平方向动量守恒.设小球的水平速度为v 1、木块的速度为v 2，则有 mv 1=Mv 2若小球对地位移为 s 1、木块对地位移为s 2，则有 ms 1=Ms 2且 s 1+s 2=d 解得 m M Md s +=1 mM md s +=2 点评：本题属于作用过程模型—人船模型。
这不仅是动量守恒问题中典型的物理模型，也是最重要的力学综合模型之一。
利用人船模型及其典型变形，通过类比和等效，可使许多动量守恒问题的分析思路和解答步骤变得极为简单，有时可直接看出答案。
习题：1、现有一定质量的氢气，装在密闭的绝热气缸内，如图所示。
若稍稍向下移动活塞压缩气体，下列叙述符合事实的是A 、气体的内能一定增加B 、气体的温度一定升高C 、气体的温度可能不变D 、气体分子平均间距不变（友情提示：建立物质结构模型—理想气体）2、近几年我国北方地区常遭遇到沙尘暴天气。
现把沙尘上扬后的情况简化为如下情景：v 为竖直向上的风速，沙尘颗粒被扬起后悬浮在空中（不动）。
这时风对沙尘的作用力相当于空气不动而沙尘以速度v 竖直向下运动时所受的阻力，此阻力可用下式表示f= αρsv 2，其中α为一系数，s 为沙尘颗粒的载面积，ρ为空气密度。
若沙粒的密度s ρ=2.8×103Kg/m 3,沙尘颗粒为球形，半径r=2.5×10-4m,地球表面处空气密度ρ0=1.25Kg/m 3,α=0.45,试估算在地面附近，上述v 的最小值v 1。
（友情提示：建立运动模型—终极速度模型）3、如图所示，电容器固定在一个绝缘座上，绝缘座放在光滑水平面上，平行板电容器板间距离为d ，右极板有一个小孔，通过孔有一绝缘杆，左端固定在左极板上，电容器极板连同底座、绝缘杆总质量为M 。
给电容器充电后，有一质量为m的带正电环恰套在杆上以某一初速度v 0对准小孔向左运动，设带电环不影响电容器板间电场的分布。
带电环进入电容器后距左板的最小距离为d/2，试求带电环与左极板相距最近时的速度v ，并求出此过程中电容器移动的距离。
（友情提示：建立作用过程模型—子弹打木块）4、由长度依次为L 和2L 的AC 和BC 两根细绳悬挂着小球G ，如图所示，每根细绳跟竖直方向的夹角均为30°。
当该小球向纸外做微小摆动时，其摆动周期为多少？（友情提示：建立运动模型—单摆）5、在水平地面上建有相互平行的A 、B 两竖直墙，墙高h=20m ，相距d=1m ，墙面光滑。
从一高墙上以水平速度v 0=5m/s 抛出一个弹性小球，与两墙面反复碰撞后落地（如右图所示）。
试求：第1题图例4图第3题图（1）小球的落地点离A 墙多远？小球从抛出到落地与墙面发生的碰撞次数n ？（g=10m/s 2）（2）小球与墙面发生m 次（m<n ）碰撞时，小球下落的高度。
(友情提示: 建立运动模型—平抛运动)6、如图所示，架设在水平桌面上的两条足够长的水平导轨是用绝缘材料做的，轨距为0.2m ，在轨道左端通过开关S 连接电池E ，在轨道的M 和P 两处各固定金属片，使金属片能与电池通过开关接通，把金属杆a 放在两金属片上，金属杆b 平行于a 放在导轨上。
两杆都跟轨道垂直，两杆之间用轻弹簧连接。
弹簧轴线与轨道平行，初始弹簧为自然长度。
两金属杆质量都是m=20g ，在金属杆a 处加有竖直向上的强度为B=0.5T 的匀强磁场。
当把开关S 闭合时，金属杆a 向右滑出，此后运动中已知弹簧弹性势能最大值达到0.03J 。
设轨道阻力不计，问开关接通后通过金属杆a 的电量有多大？(友情提示: 建立作用过程模型—完全非弹性碰撞) 7、如图所示，水平桌面上放着一个中心线半径为R 的光滑环形轨道，在轨道内放有两个质量分别为M 和m 的小球（均可视为质点），两球间夹着一轻小弹簧。
开始时两球压缩弹簧，松手后弹簧不动，两球沿轨道反向运动一段时间后相遇，到它们相遇时，M 转过的角度θ是多少？(友情提示: 建立作用过程模型—反冲)8、如图所示，质量为M=200Kg 的车厢静止在光滑的水平面上，质量为m 1=55Kg 的人站在车厢中将质量为m 2=5Kg 的铅球向车的B 端平抛出去。
铅球恰好卡在B 端的木板中，铅球出手点距离B 端的水平距离L=5.2m 。
求铅球在飞行的这段时间中车厢的位移大小和方向。
(友情提示: 建立作用过程模型—“人船模型”)9、在纳米技术中需要移动或修补原子，必须使在不停地做热运动（速率约几百米每秒）的原子几乎静止下来且能在一个小的空间区域内停留一段时间，为此已发明了“激光致冷”技术。
若把原子和入射光子分别类比为一辆小车和一个小球，则“激光致冷”与下述力学模型很类似。
一辆质量为m 的小车（一侧固定一轻弹簧）如图所示，以速度v 0水平向右运动，一个动量大小为P ，质量可忽略的小球水平向左射入小车并压缩弹簧至最短，接触被锁定一段时间ΔT ，再解除锁定，使小球以大小相同的动量P 水平向右弹出，紧接着不断重复上述过程，最终小车将停下来设地面和车厢均光滑，除锁定时间ΔT 外，不计小球在小车上运动和弹簧压缩、伸长的时间。
第7题图第8题图 第9题图 第5题图第4题图第6题图求：（1）小球第一次入射后再弹出时，小车的速度的大小和这一过程中小车动能的减小量（2）从小球第一次入射开始到小车停止运动所经历的时间(友情提示: 先将新科技抽象成力学模型，再建立作用过程模型—碰撞)10、如图所示，半径为R 的光滑半球面固定在水平面上，欲在水平面上距圆心O 为x 的P 点向球面抛出一小球，问小球初速度v 0、抛射角θ及x 为多少时，才能使抛出的小球最终恰能静止在球面上？（不计空气阻力） (友情提示: 根据运动可逆性原理虚拟构建物理模型，认为小球从顶点无初速滑下，求落地点的位置)11、利用空间探测器可对地球及其他天体进行探测，若探测器从极远处迎面飞向行星，探测器从行星旁绕过时，由于行星的引力作用，使探测器的运动速率增大，这种现象称之为“弹弓效应”，在航天技术中“弹弓效应”是用来增大人造天体运动速率的一种有效方法。