正确构建物理模型合理描绘情景图_杏坛撷英石嘴

正确构建物理模型合理描绘情景图_杏坛撷英石嘴

正确构建物理模型合理描绘情景图

石嘴山市第三中学　冶占兴

“教学生会学习，有效实现知识和能力的转化”是中学物理教学的首要任务，在日常教学中如何实施，是每位教师都在潜心探讨的问题。本文就仅在解题时教会学生如何正确构建物理模型，合理描绘情景图，谈一谈自己的体会。

一、重视演示实验的教学，培养学生的观察能力

演示实验的目的，就是培养学生的观察能力，养成良好的观察事物，观察生活的习惯，因此，演示实验不能仅停留在物理量的测定，物理现象的再现，物理规律的验证上，还应通过演示实验，发挥学生切合实际的想象能力，启发学生的创新思维，升华观察质量，这实际上是一个创造性的学习过程。如演示实验后，可引导学生对实验的观察简述实验中所需要的器材，实验中器材的位置关系，器材间的作用关系，实验原理和实验步骤等，还可以把实验过程用合理的情景图加以描述，甚至还启发学生思考实验的控制条件，控制过程，还有否其他实验方法等。通过这项训练，第一，可帮助学生建立物理的“质”与“形”的概念，便于在画情景图时，从实物中抽象出相适应的物件图；第二，可训练学生的想象能力，培养学生在头脑中如何建立合乎逻辑的物理模型，为合理描绘情景图打下物质基础。(www.guayunfan.com)

二、发挥想象能力，正确构建物理模型

对问题涉及的情景进行合理想象，正确构建物理模型，就是要对问题的叙述、暗示、隐含条件进行分析判断、联想转化、尝试探索、猜想验证等多种思维方法寻求解题途径，找到每个参与物在物理过程中各自遵循的物理规律，找到参与物间相互作用、相互影响，彼此联系的联结点，物理规律的交叉点，物理现象的共同点等，把这些因素按问题的要求组合起来，就形成了对问题的全面而深刻的理解。有时还要根据问题的需要创设新的情景，通过迁移与扩展、类比与对比、等效与转化等方法构建恰当的物理模型。常见的模型有静止平衡型，电器元件的串、并联模型，光的反射、折射模型等；运动模型有匀速直线运动模型，匀变速直线运动模型，平抛运动模型，匀速圆周运动模型，简谐振动模型，气体状态变化模型，原子核的衰变、人工转变、裂变、聚变模型等；转移、转化与守恒模型有动量转移模型，能量转移、转化模型，电荷转移模型，动量守恒模型，能量守恒模型，电荷守恒模型等。

三、变抽象为直观、合理描绘情景图

在正确构建物理模型的基础上，首先要明确过程中参与物间的位置关系，尤其是那些特殊位置和临界状态，如某一物理过程的开始，结束时参与物间的位置关系，某物理量的零值、最大值、最小值、矢量方向变化时对应的参与物间的位置关系等，这是描绘情景图的要素，其次用构建的物理模型把这些“要素”联系起来，画成图，就是一个合理实用的情景图。

四、例题

例1.飞机以恒定速度水平飞行，距地面高为H，在飞行过程中释放一个炸弹，经时间t，飞行员听到炸弹着地后的爆炸声，假设炸弹着地即刻爆炸，爆炸声向各方传播的速度都是v0，炸弹受到空气阻力忽略不计，求飞机飞行速度v。

参与物：飞机（飞行员），炸弹及爆炸声

构建物理模型：飞机做匀速直线运动，炸弹离开飞机后做平抛运动，其水平分速度与飞机速度相同，竖直方向做自由落体运动。爆炸声从爆炸点匀速直线传入飞行员耳中，炸弹平抛运动的时间与爆炸声传播时间之和跟飞机投弹到飞行员听到爆炸声所用时间相等，都为t，情景图如图1所示。

图1

例2.X轴上方为一垂直于平面xoy向里的匀强磁场B，X轴下方为方向平行于X轴但大小一定（设为E0），方向作周期性变化的匀强电场，在坐标（R、R）和第四象限中某点各有质量为m，电量为Q的正电荷P和Q。现使P在匀强磁场中开始做半径为R的匀速圆周运动，同时释放Q。要使两电荷总是以相同速度同时通过Y轴，求场强E0的大小及其方向的变化周期。

参与物：匀强磁场B，周期性变化的电场E0，两个电量、质量皆相同的正电荷P、Q。

构建物理模型：由于P、Q总以相同速度同时经过Y轴，而Q在平行于X轴的电场中只能以垂直于Y轴的速度经过Y轴，则P在磁场中做匀速圆周运动经过Y轴时的速度应与Y轴垂直，因而圆周运动的圆心坐标为（O、R），且运动方向为逆时针，当P再次以等大的速度垂直经过Y轴时，Q也相同速度经过Y轴，故Q在方向变化的电场中往复做匀变速直线运动，电场方向的变化周期与P圆周运动的周期相等，Q到Y轴的最大距离相对Y轴对称。情景图如图2所示。

图2