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一、高中物理解题中的常见物理模型
我们可以利用物理模型将一个相对比较复杂的问题简单化,通过对物理模型的理解和学习,有助于高中生在解决物理习题时能够找出有效的解题思路,加快解题速度。通过物理模型帮助学生找出不同问题的共性,进而解决不同的物理习题。
二、高中物理解题中的物理模型应用
1.研究问题建立正确的实体模型
在学习高中物理课程时,涉及的物理研究对象和规律都是比较抽象的,但其在内容上存在一定的共性,根据这一特点,可以通过建立物理模型来解决所遇到的物理难题。
例如有这样一道物理题:在石家庄的某一个下雨天,雨滴以10m/s的速度竖直降落到地面,此时若地上放有一个横截面积为80平方厘米,高为10米的圆柱形量筒,已知30分钟后量筒内水的高度为1厘米,雨水在下落的过程中受风的影响倾斜30度,问在无风的情况下,使用相同的量筒收集同样多的水需要多长时间?
首先雨滴之间没有相互作用力,可以通过建立雨滴点阵模型进行解题。同时,风的作用力方向为水平方向,而水滴的下落方向为竖直方向,因此风力对雨滴下落没有影响,由此可知点阵的移动方向只能是平移,且雨点密度并没有发生变化,所以在无风的情况下若想达到同样的效果,依然需要花费30分钟时间。
2.为简化问题,合理转换模型
对高中物理课程总结出这样的规律,很多看似比较复杂的题目,如果单纯依靠推理计算就想获得正确的解题答案是十分困难的。若想提高解决物理问题的能力,可以有目的地通过建立物理模型的方式解决看似复杂的问题。为了将复杂问题简单化,合理转化物理模型是一个不错的选择。
例如:根据图1所示,齿轮A,B完全相同,并且A是固定不动的,如果B齿轮围绕A齿轮旋转半周后到达图中C的位置,试判断齿轮B所标出的竖直方向上的箭头所指的方向。
如图1所示,齿轮B在围绕齿轮A公转的同时还要自转,而且齿轮A每公转90度就会自转180度,那么齿轮B要想转到齿轮C的位置就需要公转180度,那么其自转的角度为360度。如此,学生在对运动过程进行探究的同时,学生就能够轻易的得出正确的答案。
3.巧妙利用物理模型解题
即使已经理解物理模型的建立方法,如果同学们在遇到实际物理问题时不能巧妙地利用物理模型,也是徒劳无功的。因此在解物理问题的过程中如何巧妙利用物理模型成为解题的关键。
例如,如图2所示,由A、B、C三个星体,它们之间的关系如图所示,忽略其他星体对这三个星体的作用力,A、B、C三个星体之间的运动关系如下:三个星体在万有引力的作用下处于等边三角形的三个顶点上,并且围绕三角形所在平面的圆心O做角速度相同的圆周运动,其中,A、B、C三个星体的质量不同,A的质量为2m,B和C的质量相同为m,等边三角形的边长为a,问A星体所受合力的大小。
首先建立物理模型,由题目可知,一共涉及到两种物理模型,分别是质点模型和匀速圆周运动模型。
由平行四边形规则可知:
FA=FBA+FCA=3FBA=23Gma2。
作者單位:安徽省庐江中学
我们可以利用物理模型将一个相对比较复杂的问题简单化,通过对物理模型的理解和学习,有助于高中生在解决物理习题时能够找出有效的解题思路,加快解题速度。通过物理模型帮助学生找出不同问题的共性,进而解决不同的物理习题。
二、高中物理解题中的物理模型应用
1.研究问题建立正确的实体模型
在学习高中物理课程时,涉及的物理研究对象和规律都是比较抽象的,但其在内容上存在一定的共性,根据这一特点,可以通过建立物理模型来解决所遇到的物理难题。
例如有这样一道物理题:在石家庄的某一个下雨天,雨滴以10m/s的速度竖直降落到地面,此时若地上放有一个横截面积为80平方厘米,高为10米的圆柱形量筒,已知30分钟后量筒内水的高度为1厘米,雨水在下落的过程中受风的影响倾斜30度,问在无风的情况下,使用相同的量筒收集同样多的水需要多长时间?
首先雨滴之间没有相互作用力,可以通过建立雨滴点阵模型进行解题。同时,风的作用力方向为水平方向,而水滴的下落方向为竖直方向,因此风力对雨滴下落没有影响,由此可知点阵的移动方向只能是平移,且雨点密度并没有发生变化,所以在无风的情况下若想达到同样的效果,依然需要花费30分钟时间。
2.为简化问题,合理转换模型
对高中物理课程总结出这样的规律,很多看似比较复杂的题目,如果单纯依靠推理计算就想获得正确的解题答案是十分困难的。若想提高解决物理问题的能力,可以有目的地通过建立物理模型的方式解决看似复杂的问题。为了将复杂问题简单化,合理转化物理模型是一个不错的选择。
例如:根据图1所示,齿轮A,B完全相同,并且A是固定不动的,如果B齿轮围绕A齿轮旋转半周后到达图中C的位置,试判断齿轮B所标出的竖直方向上的箭头所指的方向。
如图1所示,齿轮B在围绕齿轮A公转的同时还要自转,而且齿轮A每公转90度就会自转180度,那么齿轮B要想转到齿轮C的位置就需要公转180度,那么其自转的角度为360度。如此,学生在对运动过程进行探究的同时,学生就能够轻易的得出正确的答案。
3.巧妙利用物理模型解题
即使已经理解物理模型的建立方法,如果同学们在遇到实际物理问题时不能巧妙地利用物理模型,也是徒劳无功的。因此在解物理问题的过程中如何巧妙利用物理模型成为解题的关键。
例如,如图2所示,由A、B、C三个星体,它们之间的关系如图所示,忽略其他星体对这三个星体的作用力,A、B、C三个星体之间的运动关系如下:三个星体在万有引力的作用下处于等边三角形的三个顶点上,并且围绕三角形所在平面的圆心O做角速度相同的圆周运动,其中,A、B、C三个星体的质量不同,A的质量为2m,B和C的质量相同为m,等边三角形的边长为a,问A星体所受合力的大小。
首先建立物理模型,由题目可知,一共涉及到两种物理模型,分别是质点模型和匀速圆周运动模型。
由平行四边形规则可知:
FA=FBA+FCA=3FBA=23Gma2。
作者單位:安徽省庐江中学