高考物理中的模型

高考物理中的模型（共9篇）

高考物理中的模型 篇1

摘要：高考计算题占的分值大, 综合性强。在高考中是考生最为胆怯的一项, 笔者从事多年的高中教学, 归纳总结出高中物理高考中计算题所涉及的基本模型和基本方法。在此谈些自己的想法, 并提出在复习时的一些建议。和大家一起探讨物理计算题的有效复习。

关键词：运动,合力,能量,建议,模型

江苏高考物理试题中计算题占的比重最大, 如何能够做好计算题的复习呢?我想在平时教学复习中应注重几个基本模型的分析及其处理方法的归纳总结, 本文从高中物理中所涉及到的三个基本运动展开。

一、直线运动

(1) 匀速直线运动。这类问题与平衡问题一样抓住它的受力特征F合=0, 来求一些未知物理量。

例1、图1所示为带电粒子速度选择器的示意图, 若使之正常工作, 则以下叙述哪些是正确的?

A.P1的电势高于P2的电势

C.从S2出来的只能是正电荷, 不能为负电荷

D.如果把正常工作时B和E的方向都改变为原来相反方向, 选择器同样正常工作

复习建议:先明确研究对象, 再抓住处于平衡状态 (静止、匀速直线运动) 的受力特点, 明确受力情况, 这样解决此类问题的难度将大大降低。

(2) 匀变速直线运动。此类问题的处理方式:牛顿运动定律结合直线运动规律。

例2、 (2013南通第一次调研) 小明用台秤研究人在升降电梯中的超重与失重现象, 他在地面上用台秤称得其体重为500N, 再将台秤移至电梯内称其体重, 电梯从t=0时由静止开始运动到t=11s时停止, 得到台秤的示数F随时间t变化的图象如图所示, 取g=10m/s2.求:

(1) 小明在0~2s内加速度a1的大小, 并判断在这段时间内他处于超重还是失重状态;

(2) 在10~11s内, 台秤的示数F3;

(3) 小明运动的总位移x。

解析:在题目中有关于超重和失重的描述, 其实超、失重问题只是牛顿运动定律的一个特例, 在复习时应该引导学生透过现象找本质, 从受力分析入手:

(1) 0~2s对物体受力分析如图:

由牛顿第二定律得:mg-F=ma1

带入数据得:a1=1m/s2方向:竖直向下。处于失重状态。

(2) 设2s末电梯的速度为:v=a1t1=2m/s

10~11s减速运动:由vt=v0+at2得:0=2m/s-a2·ls, a2=2m/s2F3-mg=ma2, F3=600N

复习建议:像这样一个有关物体多过程的问题, 在复习中可以教给学生:要关注两过程交界处的速度, 并对每个过程进行受力分析。这样的思想在以后电场和磁场组成的组合场中用处很大。电场中匀加速或类平抛运动的末速度, 即为进入磁场的初速度。

二、平抛运动 (类平抛运动)

对于抛体运动问题的精髓在于将运动分解到两个相互垂直的方向上, 在这两个方向上分别通过直线运动的处理方式来解决, 同时应抓住两分运动的同时性和独立性。在解决例如电场中有这样一个问题:

例3、如图所示, 匀强电场中xoy平面内, 场强为E, 与轴夹角45°。现有一电量为q、质量为m的负粒子从坐标原点o以初速度v0射出, 与x轴夹角为45°, 不计重力。求粒子通过x的位置坐标及在该处速度的大小?

解析:这是带电粒子在电场中的运动, 对于这样的问题, 应该关注带电粒子的受力情况。不难看出:在带电粒子进入电场时其初速度方向与所受到的电场力是垂直关系, 与平抛运动这基本模型相吻合。这样就确定了解决问题的方法———运动的分解!

在v0方向带电粒子作匀速运动:x1=v0t (1)

由几何关系得:x1=x2 (4)

复习建议:何时用到运动的分解呢?当研究对象运动的轨迹不是直线, 也不是圆周运动 (圆周的一部分) , 此时的处理绝大多数用到的就是运动的分解, 复习时可以选择些题目让学生找找此类问题的共同点。这样, 面对陌生题目可以迅速找到突破口!在高考中对于类平抛运动的考察绝大多数是与磁场中的圆周运动相结合。只要我们在复习的时候能够将平抛运动的解决方法复习到位, 将这类组合场问题分开解决, 这样对于最终解决问题是大有好处的。

三、圆周运动

1. 匀速圆周运动, 在近几年高考计算题的考察中基本都是以运动点电荷在有界磁场中的偏转为载体进行题目设计的。处理方法就是:确定轨迹、找圆心、通过几何关系表达出半径。可按以下几步去实现:

(1) 用几何知识确定圆心并求半径:因为方向指向圆心, 根据F一定垂直v, 画出粒子运动轨迹中任意两点 (大多是射入点和出射点) 的F或半径方向, 其延长线的交点即为圆心, 再用几何知识求其半径与弦长的关系。

(3) 注意圆周运动中有关对称的规律:如从同一边界射入的粒子, 从同一边界射出时, 速度与边界的夹角相等;在圆形磁场区域内, 沿径向射入的粒子, 必沿径向射出。

例4、如图所示, 一束电子 (电量为e) 以速度v垂直射入磁感应强度为B, 宽度为d的匀强磁场中, 穿过磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°, 求:电子的质量和穿过磁场的时间。

复习建议:这个考察点通常与电场结合而形成一道综合性问题。

2. 非匀速圆周运动。

由于其速度是变化的而轨迹是曲线, 在求未知速度时无法使用直线运动规律来求未知速度, 此时我们应该考虑到是动能定理。在这里的复习首先应巩固竖直平面内几个基本圆周运动模型:

例5、如图所示, 在E=103v/m的竖直匀强电场中, 有一光滑的半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN在N点平滑相接, 半圆形轨道平面与电场线平行, 其半径R=40cm, N为半圆形轨道的最低点, P为QN圆弧的中点, 一带负电q=-10-4c的小滑块, 质量m=10g, 与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15, 位于N点右侧1.5m M处, 取g=10m/s2, 求:

(1) 要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q, 则滑块应以多大的初速度v0向左运动?

(2) 这样运动的滑块通过P点时受到轨道的压力是多少?

解析:本题通过单轨这个模型考查竖直平面内的圆周运动, 首先得清楚上面所提到的基本模型的临界状态, 在Q点滑块与轨道间无相互作用力, 只有电场力和重力的合力提供向心力, 因此可以根据Q点的临界状态求出在Q点的速度v, 在分析M→N→P→Q。由于轨迹是圆周, 在寻求速度关系时, 用到的是动能定理。

设滑块到P点时的速度为VQ, 由临界条件知:

M→N→P→Q由动能定理得:

由 (1) (2) 得:v0=7m/s

(2) 设到P点的速度为vp, M→N→P→Q, 由动能定理得:

在P点受力分析如图, 由向心力公式得:

代入数据得:FN=0.6N, 方向:水平向右

复习建议:涉及速度变化的圆周运动中, 应考虑应用动能定理解决, 在使用时应强调:要分清有多少个力做功, 是恒力做功还是变力做功, 同时要明确初、末状态及运动过程中的动能增量。

四、电磁感应中的能量转化

在物理高考试题中能量转化及能量转化与做功的关系, 是一个非常重要的内容。这类问题是建立在能量守恒基础上, 通过做功实现能量的转化。其中包括, 重力做功与重力势能变化的关系、电场力做功与电势能关系、安培力做正功将电能转化为机械能 (电动机) 、安培力做负功将机械能转化为电能 (发电机) 。在近几年高考中常出现电磁感应方面的综合题, 这里所涉及的转化是将其他形式的能量转化为电能, 在复习时应重点关注。

例6、 (2013温州八校期初联考) 如图20所示, 足够长的粗糙斜面与水平面成θ=37°放置, 在斜面上虚线aa'和bb'与斜面底边平行, 且间距为d=0.1m, 在aa'b'b围成的区域有垂直斜面向上的有界匀强磁场, 磁感应强度为B=1T;现有一质量为m=10g, 总电阻为R=1Ω, 边长也为d=0.1m的正方形金属线圈MNPQ, 其初始位置PQ边与aa'重合, 现让金属线圈以一定初速度沿斜面向上运动, 当金属线圈从最高点返回到磁场区域时, 线圈刚好做匀速直线运动。已知线圈与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5, 不计其他阻力, 求: (取sin37°=0.6, cos37°=0.8)

(1) 线圈向下返回到磁场区域时的速度;

(2) 线圈向上离开磁场区域时的动能;

(3) 线圈向下通过磁场过程中, 线圈电阻R上产生的焦耳热。

解析:这题是线框穿越磁场的问题, 所涉及的基本内容是, 在穿越过程中要产生电动势, 而形成电流, 此过程从能量的观点来看:是将机械能转化为电能和摩擦所产生的内能。

(2) 线圈离开磁场到最高点由动能定理得:-mgxsinθ-μmgxcosθ=0-Ek1 (5)

(3) 从进磁场到出磁场, 线框下降的高度为:h=2dsinθ, 在此过程中:重力势能减少了:EP=mg·2dsinθ, 由于摩擦产生的内能为:Q1=2d·μmgcosθ。线框是匀速穿过磁场的, 由能量守恒只在此过程产生的焦耳热为:Q=mg·2dsinθ-2d·μmgcosθ代入数据得:Q=0.004J。

复习建议:电磁感应现象中产生感应电流的过程, 实质上是能量转化过程, 感应电流在磁场中必定受到安培力的作用, 因此, 要维持感应电流的存在, 必须有“外力”克服安培力做功, 将其他形式的能转化为电能。如果感应电流通过用电器, 则电能又转化为其他形式的能 (如:纯电阻电路——焦耳热;非纯电阻电动机———焦耳热与机械能)

总之:在高考复习计算题的时候。抓住这三个基本模型和一个转化, 从运动及改变运动状态的本源出发, 抓住研究对象的受力特征, 不要受电场和磁场干扰。重视学生物理建模能力的培养, 还要注意两种模型的组合。紧扣基本方法、基本模型、基本规律, 促进高考物理的有效复习。

高考物理中的模型 篇2

1.绳：只能拉，不能压，即受到拉力时F≠0，受压时F=0.

2.杆：既能拉也能压，即受到拉力.压力时，有F≠0.

3.绳刚要断：此时绳的拉力已经达到最大值，即F=Fmax.

4.光滑：意味着无摩擦力.

5.长导线：意味着长度L可看成无穷大.

6.足够大的平板：意味着平板的面积S可看成无穷大.

7.轻杆.轻绳.轻滑轮：意味着质量m=0.

8.物体刚要离开地面.物体刚要飞离轨道等 物体和接触面之间作用力：FN=0.

9.绳恰好被拉直，此时绳中拉力：F=0.

10.物体开始运动.自由释放：表示初速度为0.

11.锤打桩无反弹：碰撞后，锤与桩有共同速度.

12.理想变压器：无功率损耗的变压器.

13.细杆：体积为零，仅有长度.

14.质点：具有质量，但可忽略其大小.形状和内部结构而视为几何点的物体.

15.点电荷：在研究带电体间的相互作用时，如果带电体的大小比它们之间的距离小得多，即可认为分布在带电体上的电荷是集中在一点上的.

16.基本粒子如电子.质子.离子等是不考虑重力的粒子，而带电的质点.液滴.小球等(除说明不考虑重力外)则要考虑重力.

17.“轻绳.弹簧.轻杆”模型：注意三种模型的异同点，常考查直线与圆周运动中三种模型的动力学问题和功能问题.

18.“挂件”模型：考查物体的平衡问题.死结与活结问题，常采用正交分解法，图解法，三角形法则和极值法解题.

19.“追碰”模型：考查运动规律.碰撞规律.临界问题.常通过数学法(函数极值法.图像法等)和物理方法(参照物变换法.守恒法)等解题.

20.“皮带”模型：注意摩擦力的大小和方向.常考查牛顿运动定律.功能关系及摩擦生热等问题.

21.“平抛”模型：物体做平抛运动(或类平抛运动)，考查运动的合成与分解.牛顿运动定律.动能定理等知识.

22.“行星”模型：万有引力提供向心力.注意相关物理量.功能问题.数理问题(圆心.半径.临界问题).

23.“人船”模型：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.通过类比和等效方法，可以使许多动量守恒问题的分析思路和解答步骤变得简捷.

24.“子弹打木块”模型：子弹和木块组成的系统动量守恒，机械能不守恒.系统损失的机械能等于阻力乘以相对位移.

25.“限流与分压器”模型：电路设计中经常遇到.考查串.并联电路规律及闭合电路的欧姆定律.电能.电功率以及实际应用等.

26.“电路的动态变化”模型：考查闭合电路的欧姆定律.

27.“回旋加速器”模型：考查带电粒子在磁场中运动的典型模型.注意加速电场的平行极板接的是交变电压，且它的周期和粒子的运动周期相同.

28.电磁场中的“单杆”模型：导体棒主要是以棒生电或电生棒的内容出现，从组合情况来看有棒与电阻.棒与电容.棒与电感.棒与弹簧等.导体棒所在的导轨有平面导轨.竖直导轨等.

29.电磁场中的“双电源”模型：考查力学中的三大定律.闭合电路的欧姆定律.电磁感应定律等知识.

高中物理中的物理模型教学 篇3

关键词：物理；模型；教学

中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2014）09-223-01

高中物理常见的模型有：1.对象模型。2.条件模型。3过程模型。4.结论模型。建立正确鲜明的物理模型本身就是重要的物理内容之一，它与相应的物理概念、规律现象相依托，它是物理教学的重要方法和有力的手段之一。同时了解物理模型的迁移和转化，对于物理逻辑的培养和学习能力的提高具有深远的影响，那么，在高中物理教学过程中，如何利用好出现的物理模型问题进行教学呢？

一、利用物理模型强化对物理知识的理解

在高中物理的学习中有很多容易混淆的概念和规律，我们如何区分这些知识对与我们理解和运用物理规律解决实际问题就有重要的指导作用。这里就针对力学的中的几种容易混淆的概念模型进行比较。学生通过比较，可以很清晰地区分这些相接近的概念间的差异，在解决问题中有了明确的方向，提高了学习效率。

二、利用典型物理模型促进物理知识的学习

1、典型物理模型的学习。在教学中设计对比实验，观察并分析实验现象，逐步建立模型。

先让学生观察下列对比实验：

（1）、两个质量不同，但摆长振幅相同的单摆振动。

（2）、两个摆长相同，但振幅不同（摆角都小于5度）的单摆的振动。

（3）、两个摆长不同的单摆的振动。

通过这一组演示实验激发学生学习探究兴趣，形成对单摆这一理想模型的初步认识。进而展开对物理现象的分析：

（1）、实验器材：轻质绳（不可伸长）、小重球（密度大）；

（2）、实验的条件：小摆角（小于5度）；

（3）、实验的结论：等时性（来回摆一次时间相等）。

深入分析（运用抽象、近似等方法）可以得出单摆周期T与摆长周期的关系，使单摆模型的物理表面与本质特征统一起来。

2、典型物理模型的迁移。在物理学习中，不仅要学习一些典型的物理模型，而且要巩固发展物理模型，将其放在一个更复杂的新环境中去加以应用，促进物理学习能力的提升。举例说明：

竖直平面内有一半径为R的光滑圆弧轨道，a、b两小球分别置于轨道圆心O点和离轨道底A点很近的B点处，将它们同时由静止释放，忽略空气阻力，问谁先到达A点？（此题求解的关键是对两小球建立物理模型。）

分析如下：

首先，“小球”是一模糊语言，但从题目分析来看，可将球a、b大小忽略，抽象为质点模型。其次，由“静止释放”、“忽略空气阻力”、“A点很近的b点处”、“光滑轨道”等描述。可将a球运动转化为自由落体运动模型，而b球的运动转化为单摆模型（联想到光滑轨道对小球b支持力N相当于单摆运动过程中摆线对摆球的拉力）。最后，对两小球分别运用自由落体运动规律和简谐运动规律进行求解。

对典型物理模型的学习和迁移可以使我们在解决问题时能够迅速抓住问题的核心，对于我们学习物理有很大的帮助。

三、利用重要物理模型提高物理知识的学习能力

1、质量柱体微元模型

对于速度为v定向流动的密度为ρ的连续流体，可在v方向选取一横截面积为S的柱体微元，则在Δt时间内通过S截面的流体质量即为以vΔt为高、以S为底的柱体微元的质量，柱体微元质量表达式为：Δm=ρSvΔt。

举例说明：人的心脏每跳一次大约输送8ml的血液，正常人血压（可看作心脏压送血液的压强）的平均值约为1.5×10Pa，心跳约每分钟70次。据此估测心脏的平均功率约为多少瓦？

分析如下：对该问题的解决不能只停留在原有的情景上，而应将问题转换成我们熟悉的问题来解决，即通过认真读题后，把实际问题加工改造成相关的物理模型来处理。将心脏每跳动一次输送的那部分血液视为一长为L，横截面积为S的液柱。血液柱受到心脏的推力为F，每次心脏推动液柱前进的位移为L。由压强公式P=FS可知，心脏每跳动一次，推动血液做的功为：W=FL=pSL=pV其中V为心脏跳动一次输送血液的体积。因心脏每分钟跳动n=70次，故心脏的平均功率应为：P=nW/t=70W/t=1.4W。

2、电荷柱体微元模型

类似于质量柱体微元的建立，对于速度v定向连续移动的电荷，也可以在v方向选取一横截面积为S的柱体微元，则Δt时间内通过S截面的电量即为以vΔt为高、S为底面积的柱体微元中的电荷的电量。柱体微元电荷表达式为：

ΔQ=neSvΔt。其中n为单位体积中的自由电子数，e为电子电量。

对于重要的物理模型，我们在教学过程中要让学生理解透彻，同时逐渐学会将实际问题转化为物理模型的本领，从而提高学习能力。

在高中物理教学中运用物理模型教学法，对于学生学习物理知识具有很大的指导作用，具体体现在以下几个方面。

1、有利于学生形成清晰的物理概念。物理概念中有相当一部分是以模型的形式出现（概念模型），它们是物理现象和事实抽象出来的，用来表征物质属性和描述物质运动状态的。学生对物理模型这个科学方法的精髓是否领会，直接影响他对有关概念的理解、掌握和运用，影响对物理知识整个大厦的构建，因为概念是构建这个大厦的基石。

2、有利学生对物理规律的正确理解。物理规律的教学过程实质上是帮助学生学习物理模型，运用物理模型，有助于学生对物理规律的深刻理解，有利于学生对物理意义领会，准确把握物理规律的成立条件和适用范围。

3、有利于学生解决实际问题。每一个具体的物理问题所描述的物理现象或过程都对应着一定的物理模型，要解决问题必须要对对象进行抽象简化和近似处理，以建立起一个合适的物理模型，若模型建立起来了，就等于已经揭开了掩盖着物理现象和过程本质的面纱，必要时再用等效、类比等方法将问题进行异形处理（异化构建模型），问题就迎刃而解了。

物理模型在高职物理教学中的应用 篇4

1. 物理教学中常见的物理模型

物理模型是对物理理论进行研究后产生的一种形式, 其是物理思想的产物, 但是物理研究本身就是对事物存在的现象进行本质的分析, 而模型不过是将其更加具象化, 是对物理现象的一种还原。下面通过几种简单的物理模型来阐述其在物理教学中的应用:

1.1 物理对象模型化。

在物理教学中, 会对某些客观存在的实体进行分析, 此时就可以将这些实体进行模型化, 比如质点, 在与其他物体的距离相比, 其本身的形状以及大小都不具有可比性, 所以此时就可以将其看做一个质点, 只考虑其线运动, 而不会计较形状以及尺寸。这是对客观存在的实际物体进行的模型化, 类似的质点模型还有刚体、点电荷、薄透镜、弹簧振子、单摆、理想气体、理想电流表、理想电压表等等。

1.2 物体所处的条件模型化。

当研究带电粒子在电场中运动时, 因粒子所受的重力远小于电场力, 可以舍去重力的作用, 使问题得到简化。力学中的光滑面;热学中的绝热容器、电学中的匀强电场、匀强磁场等等, 都是把物体所处的条件理想化了。

1.3 物理状态和物理过程的模型化。

力学中的自由落体运动、匀速直线运动、简谐运动、弹性碰撞;电学中的稳恒电流、等幅振荡;热学中的等温变化、等容变化、等压变化等等都是物理过程和物理状态的模型化。

1.4 理想化实验。

在实验的基础上, 抓住主要矛盾, 忽略次要矛盾, 根据逻辑推理法则, 对过程进一步分析、推理, 找出其规律。例如, 伽利略的理想实验为牛顿第一定律的产生奠定了基础。

1.5 物理中的数学模型。

客观世界的一切规律原则上都可以在数学中找到它们的表现形式。在建造物理模型的同时, 也在不断地建造表现物理状态及物理过程规律的数学模型。

2. 物理模型在教学中的运用

2.1 建立模型概念, 理解概念实质。

概念本身就是抽象的, 其是对客观存在的事物进行本质的反应, 但是要想让学生对概念有深刻的记忆, 还需要将概念具体化和形象化, 将其与人脑中存在的事物联系起来, 从而提高理解能力。而物理模型大多都是理想化的, 在现实中无法创建与客观存在一样的模型, 所以概念模型基本都是反应事物的主要因素, 而忽略次要因素, 真正的意义是让学生理解事物的本质, 从而更加深刻的理解物理教学中比较抽象的自然现象以及事物。

2.2 认清条件模型, 突出主要矛盾。

条件模型同概念模型一样, 也是通过创建与研究现象所处条件相似的模型, 通过对主要因素的研究而将问题更加具象化, 此时也会舍去次要因素。通过条件模型的创建, 为学生理解问题提供一条便捷的渠道, 使研究的问题简单化。

2.3 构造过程模型, 建立物理图景。

过程模型的构建, 就是将物理现象发生的过程进行模型化, 通过构建物理图景将复杂的过程进行分解和简化, 从而加深学生对物理过程的理解和以及。在构建过程模型时, 也是遵循抓住事物主要因素, 忽略次要因素的特点。比如说对平抛物体运动规律的研究, 就可以将质点在不受外力作用的情况下做匀速直线运动, 或者质点在竖直方向仅受重力作用而做自由落体运动。通过简单的过程模型, 就可以将复杂的概念简单化, 同时还能够培养学生的思维能力。

2.4 转换物理模型, 深入理解模型。

物理模型的应用可以将复杂的物理现象简单化, 在反应事物主要因素忽略次要因素的模型构建过程中, 能够避开各种因素的干扰, 从而抓住事物的本质, 对于学生来讲, 能够更加清晰而深刻的理解和记忆, 有效提高学习效率。例如, 建立起“单摆”这一理想化模型后, 理解了单摆的周期公式, 可以解决类似于单摆的一系列问题。

2.5 物理模型是不断完善发展的。

人类社会是在不断发展的, 人们对事物的理解与认识也会相应的提高, 物理模型的发展也应该逐渐完善, 所以在构建物理模型是需要与时代的发展特征相结合, 最大限度的提高物理模型的价值。在信息化时代背景下, 可以通过计算机技术构建物理模型, 在形式的可操作性方面比较强, 并且便于操作, 通过文字、声音、图片以及动画等形式, 构建完美的物理模型, 能够对自然界中的物理现象进行更加逼真和形象的阐释, 从而有助于物理教学水平的提升。

结束语

物理模型在高职物理教学中应用, 可以更加形象的对物理现象进行反应, 从而便于学生理解和记忆。物理模型是理想意义上的模型, 通过对客观存在的事物和现象进行概念、条件、过程的模拟, 将抽象的概念和事物具体化。在物理模型创建过程中, 主要是利用事物的主要因素, 忽略次要因素。物理模型的应用, 能够帮助学生从抽象的概念具象化, 从而更容易理解和掌握, 对于提高物理教学水平具有重要的意义。

参考文献

[1]傅玲, 何新凤.模型教学在物理教育专业中的应用[J].教育与职业, 2013-01-11.

[2]朱德家.以简驭繁模型等效——浅谈模型在物理教学中的运用[J].佳木斯教育学院学报, 2012-05-15.

高考物理中的模型 篇5

碰撞问题是历年高考试题的重点和热点，同时它也是同学们学习的难点．它所反映出来的物理过程、状态变化及能量关系，能够全方位地考查同学们的理解能力、逻辑思维能力及分析推理能力．高考中考查的碰撞问题，碰撞时间极短，位移为零，碰撞过程遵循动量守恒定律．

一、考点诠释

两个(或两个以上)物体相遇，物体之间的相互作用仅持续一个极为短暂的时间，而运动状态发生显著变化，这种现象称为碰撞。碰撞是一个基本，十分重要的物理模型，其特点是：

1．瞬时性．由于物体在发生碰撞时，所用时间极短，因此在计算物体运动时间时，通常把碰撞时间忽略不计；在碰撞这一极短的时间内，物体的位置是来不及改变的，因此我们可以认为物体在碰撞中位移为零。

2．动量守恒性．因碰撞时间极短，相互作用的内力大于外力，所以系统在碰撞过程中动量守恒。

3．动能不增．在碰撞过程中，系统总动能只有减少或者不变，而绝不会增加，即不能违背能量守恒原则。若弹性碰撞则同时满足动量、动能守恒。非弹性碰撞只满足动量守恒，而不满足动能守恒（系统的动能减少）。

二、解题策略

首先要根据碰撞的瞬时性特点，正确选取相互作用的研究对象，使问题简便解决；其次要确定碰撞前和碰撞后系统中各个研究对象的状态；然后根据动量守恒定律及其他规律求解，并验证求得结果的合理性。

三、边解边悟

1．在光滑的水平面上有三个完全相同的小球排成一条直

线．

2、3小球静止，并靠在一起，1球以速度v0射向它们，如

图所示．设碰撞过程不损失机械能，则碰后三个小球的速度为

多少？

解析：本题的关键在于分析清楚实际的碰撞过程：由于球1与球2发生碰撞时间极短，球2的位置来不及发生变化，这样球2对球3也就无法产生力的作用，即球3不会参与此次碰撞过程．而球1与球2发生的是弹性碰撞，质量又相等，故它们在碰撞中实现速度交换，碰后球1立即停止，球2速度立即变为v0；此后球2与球3碰撞，再一次实现速度交换．所

以碰后球

1、球2的速度为零，球3速度为v0．

2．用轻弹簧相连的质量均为m=2㎏的A、B两物

体都以v=6m/s的速度在光滑的水平地面上运动，弹簧

处于原长，质量M = 4㎏的物体C静止在前方，如图所示。B与C碰撞后二者粘在一起运动，在以后的运动中，求：

（1）当弹簧的弹性势能最大时物体A的速度。

（2）弹性势能的最大值是多大？

解析：（1）由动量守恒定律得

当弹簧的压缩量最大时，弹性势能最多，此时A、B、C的速度相等mv=（2m+M）v

1v1=2 mv/（2m+M）=3 m/s

即A的速度为3 m/s

（2）由动量守恒定律得B、C碰撞时

mv=（m+M）v

2v2= mv/（m+M）=2m/s

由能量守恒可得

mv2/2＋（m＋M）v22/2=（2m＋M）v12/2＋△EP

解得：△EP=12J

3．质量均为m，完全相同的两辆实验

小车A和B停放在光滑水面上，A车上另

悬挂有一质量为2m的小球C。开始B静

止，A、C以速度v0向右运动，两车发生

完全非弹性碰撞但不粘连，碰撞时间极短，碰后小球C先向右摆起，再向左摆起……每次均未达到水平，求：

（1）小球第一次向右摆起至最大高度h1时小车A的速度大小v.（2）小球第一次向右摆起的最大高度h1和第一次向左摆起的最大高度h2之比.解析：（1）研究A、B、C整体，从最开始到小球第一次向右摆起至最大高度过程中，根据水平方向动量守恒

（3m）v0 =(4m)v

解得v3v0

4（2）研究A、B整体，两车碰撞过程中，设碰后瞬间A、B共同速度为v1，根据动量守恒

mv0 =(2m)v1 解得v11v0

2从碰拉结束到小球第一次向右摆起至最大高度过程中，根据机械能守定律

(2m)gh1

2v0解得h1 16g1112(2m)v0(2m)v12(4m)v2 222

由受力分析可知，小球下摆回最低点，B、C开始分离。设此时小球速度为v3，小车速度为v4，以向右为正方向，从碰撞结束到小球摆回最低点过程中根据水平方向动量守恒

（2m）v0 +(2m)v1 =(2m)v3 +(2m)v

4根据机械能守恒定律

1111222(2m)v0(2m)v12(2m)v3(2m)v4222

21解得小球速度v3 = v1 =v0，方向向右 2

小车速度v4 = v0，方向向右

另一根不合题意舍去。

研究A、C整体从返回最低点到摆到左侧最高点过程。

根据水平方向向量守恒

(2m)v3 +mv4 =(3m)v

5根据机械能守恒定律

(2m)gh2

2v0解得h2 24g112122(2m)v3mv4(3m)v5 22

2所以h1：h2 =3：2

4．如图所示，质量为M=3kg、长度为 L=1.2m的木

板静止在光滑水平面上，其左端的壁上有自由长度为

L0=0.6m的轻弹簧，右端放置一质量为m=1kg的小物块，小物块与木块间的动摩擦因数为μ=0.4，今对小物块施加一个水平向左的瞬时冲量I0=4N·s，小物块相对于木板向左运动而压缩弹簧使弹性势能增大为最大值Emax，接着小物块又相对于木板向右运动，最终恰好相对静止于木板的最右端，设弹簧未超出弹性限度，并取重力加速度为g=10m/s2。求：

（1）当弹簧弹性势能最大时小物块速度v；

（2）弹性势能的最大值Emax及小物块相对于木板向左运动的最大距离Lmax。

解析：（1）由动量定理及动量守恒定律得

I0=mv0mv0=(m+M)v

解得：v=1m/s

（2）由动量守恒定律和功能关系得

mv0=(m+M)u

121mv0（m+M）v2+μmgLmax+Emax=2

2121mv0=（m+M）u2+2μmgLmax 22

解得：Emax=3JLmax=0.75m

5.在绝缘水平面上放一质量m=2.0×10kg的带电滑块

A，所带电荷量q=1.0×10C.在滑块A的左边l=0.3m处放

置一个不带电的绝缘滑块B，质量M=4.0×10kg，B与一-3-7-3端连在竖直墙壁上的轻弹簧接触(不连接)且弹簧处于自然状态，弹簧原长S=0.05m.如图所示，在水平面上方空间加一水平向左的匀强电场，电场强度的大小为E=4.0×10N/C，滑块A由静止释放后向左滑动并与滑块B发生碰撞，设碰撞时间极短，碰撞后两滑块结合在一起共同运动并一起压缩弹簧至最短处(弹性限度内)，此时弹性势能E0=3.2×10J，两滑块始终没有分开，两滑块的体积大小不计，与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.5，g取10m/s.求:

(1)两滑块碰撞后刚结合在一起的共同速度v；

(2)两滑块被弹簧弹开后距竖直墙壁的最大距离s.解析:(1)设两滑块碰前A的速度为v1，由动能定理有: 2-3

5qElmgl12mv12

解得:v1=3m/s

A、B两滑块碰撞，由于时间极短动量守恒，设共同速度为v

mv1(Mm)v

解得:v=1.0m/s

(2)碰后A、B一起压缩弹簧至最短，设弹簧压缩量为x1，由动能定理有：

1qEx1(Mm)gx1E00(Mm)v2

2解得:x1=0.02m

设反弹后A、B滑行了x2距离后速度减为零，由动能定理得:

E0qEx2(Mm)gx20

解得:x2≈0.05m

以后，因为qE>μ(M+m)g，滑块还会向左运动，但弹开的距离将逐渐变小，所以，最大距离为:

S=x2+s-x1=0.05m+0.05m-0.02m=0.08m.6.如图所示，两个完全相同质量为m 的木板A、B 置于水平面上。它们的间距s=2.88m，质量为2m、大小可以忽略的物块C 置于A 板的左端。C 与A 之间的动摩擦因数为1=0.22，A、B 与水平面之间的动摩擦因数2=0.10，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。开始时，三个物体处于静止状态，现给C 施加一个水平向右，大小为2mg的恒力F，假定A、B 碰撞5

时间很短且碰撞后粘连在一起，要使C 最终不脱离木板，每块木板的长度最少要为多少？

解析：在A，B碰撞之前，A，C间的最大静摩擦力为21mg=0.44mg，大于C所受到的外力0.4mg，因此，A，C之间无相对运动。所以A，C可作为一个整体。碰撞前A，C的速度可以用动能定理求出。

碰撞之后，A，B具有共同的速度，C的速度不变。A，C间发生相对运动。并且根据题意，A，B，C系统所受的摩擦力等于F，因此系统所受的合外力为零。可运用动量守恒定理求出C刚好不脱离木板的系统最终的共同速度。然后，运用能量守恒定律求出A，B的长度，即C与A，B发生相对位移的距离。

由于F小于A，C间最大静摩擦力，所以A，C无相对运动。

FS-23mgS=

解得v

1123mv1 2，mv1=2mvab 得v

abv

c因为，F=24mg=0.4mg;所以，A，B，C组成的系统合外力为零 2mvc+2mvab=4mv 得，v

高考物理中的模型 篇6

【关键词】：物理模型；初中物理教育；初中物理教学；简单性原理

【中图分类号】G633.7

模型在我们日常生活、工程技术和科学研究中经常见到，对我们的生产生活有很大帮助。物理学研究具有复杂性。怎样发现复杂多变的客观现象背后的基本规律呢？又如何简单的表达它们呢？人们有幸在漫长地实践活动中找到一些有效的方法，其中一个就是：在具体情况下忽略研究对象或过程的次要因素，抓住其本质特征，把复杂的研究对象或现象简化为较为理想化的模型，从而发现和表达物理规律。

既然物理模型是物理学研究的重要方法和手段，物理教育和教学中对物理模型的讲述和讲授就必不可少。建立物理模型就要忽略次要因素以简化客观对象，合理简化客观对象的过程就是建立物理模型的过程。根据简化过程和角度的不同，将物理模型分为以下五类：物理对象模型、物理条件模型、物理过程模型、理想化实验和数学模型。[1]下面我们逐个加以说明。

（一）物理对象模型——直接将具体研究对象的某些次要因素忽略掉而建立的物理模型。这种模型应用最为广泛，在初中物理教材中有许多很好的例子。例如：质点、薄透镜、光线、弹簧振子、理想电流表、理想电压表、理想电源和分子模型。作为例子，我们详细分析质点。质点，就是忽略运动物体的大小和形状而把它看成的一个有质量的几何点。其条件是在所研究的问题中，实际物体的大小和形状对本问题的研究的影响小到可以忽略。这样以来，很多类型的运动的描述就得到化简。比如所有做直线运动的物体都可以看成质点。因为作直线运动的物体的每一个部分每时每刻都做同样的运动，所以就可以忽略其大小和形状，而只找这个物体上的一个点作为概括，当然这个点的质量等于物体本身的质量。这样，直线运动物体的运动轨迹就是一条直线，很容易想象、理解和刻画。很多具体例子都可以这么做，例如以最大速度行驶在笔直铁轨上的火车，沿着航空路线飞行的客机，从比萨斜塔上下落的铁球，等等。

（二）物理条件模型——忽略研究对象所处条件的某些次要因素而形成的物理模型。在初中物理中有：光滑面、轻质杆、轻质滑轮、轻绳、轻质球、绝热容器、匀强电场和匀强磁场等。我们以轻质杆为例加以分析。比如简单机械里的杠杆，在初中阶段问题往往归结到力矩的平衡上来。即：动力×动力臂=阻力×阻力臂。动力和阻力都包括杆以外的物体对杠杆的作用力，还包括杆本身的重力。而杆重力的力臂在杆上的每一点都不同，这样除了杆的形状是几何规则的少数例子以外的绝大部分杠杆问题在初中阶段就没法解决。而轻质杆的引入正好解决了这一问题。轻质杆是忽略了自身重力的弹性杆。当外界物体对杠杆的力矩远远大于杆自身重力的力矩或者杆自身重力的力矩相互抵消时，就可以把杆当成轻质杆，杠杆受到的力矩只有外力矩，这样所有杠杆平衡问题都可以迎刃而解。

（三）物理过程模型——忽略物理过程中的某些次要因素建立的物理模型。在初中物理中有：匀速直线运动、稳恒电流等。这些物理模型都是把物理过程中的某个物理量的微小变化忽略掉，把这个物理量看成是恒定的。因为这些量的变化量与物理量本身相比太小了，以至于可以略去不计。这样不用考虑过程中物理量的复杂变化情况而只考虑恒定过程，分析问题就容易多了。

（四）理想化实验——在大量实验研究的基础上，经过逻辑推理，忽略次要因素，抓住主要特征，得到在理想条件下的物理现象和规律的科学研究方法就是理想实验。理想化方法是物理科学研究和物理学习中最基本、应用最广泛的方法[2]。初中物理中就有一个非常著名的理想化实验：伽利略斜面实验。伽利略的斜面实验有许多，现在举其中的一个例子，同样的小球从同种材料同样高度的斜面上滑下来，在摩擦力依次减小的水平面上沿直线运动的路程依次增大。伽利略由此推知：小球在没有摩擦的水平面上永远做匀速直线运动（在理想条件下的物理现象）。牛顿又在此基础上建立了牛顿第一定律。无需多论，也足以见得理想实验的强大力量。

（五）数学模型——由数字、字母或其它数学符号组成的、描述现实对象数量规律的数学公式、图形或算法。[3]初中物理中的数学模型主要有磁感线和电场线。磁感线（电场线）是形象的描述磁感应强度（电场强度）空间分布的几何线，是一种数学符号。而磁场和电场本身的性质对这些几何线做了一些规定，例如空间各点的电场强度是唯一的规定了电场线不相交。这样就使它们成为形象、简练而准确的描述磁场和电场的数学符号。

物理模型在初中物理教育与教学中起到举足轻重的作用，因此，在教学中我们就要重视对物理模型概念和具体模型（例如上文分析的模型）的讲述，重视对建立物理模型方法的讲授，重视对学生建立和应用物理模型意识的增强，重视对学生建立和应用物理模型能力的培养，让学生体验到成功建立和应用物理模型解决实际问题的快乐。

参考文献

[1]刘玉胜，物理模型在教学中的运用，东平县实验中学

[2]孙三昌，牛顿与理想化法，江苏省高邮市三垛中心中学

高考物理中的模型 篇7

一、物理模型在中学物理教学中的作用

教师建立和正确使用物理模型可以提高学生理解和接受新知识的能力。例如, 笔者在运动学教学中建立了“质点”模型, 学生对这一模型有了充分的认识和足够的理解, 为以后学习质点的运动、万有引力定律、物体的平动和转动, 以及电学中的“点电荷”模型、光学中的“点光源”模型等奠定了良好的基础。

教师建立和正确使用物理模型有利于学生将复杂问题简单化、明了化, 使抽象的物理问题更直观、具体、形象、鲜明, 突出事物间的主要矛盾。

教师建立和正确使用物理模型对学生的思维发展、解题能力的提高起着重要的作用, 可以把复杂隐含的问题化繁为简、化难为易, 起到事半功倍的效果。

二、物理教学中利用物理模型实施创新教育

教师首先要转变教育观念。教师应该认识到, 教育不应该仅仅是训练和灌输的工具, 而应该是发展认知的手段。素质教育的实施, 将彻底改变以往的封闭式教学, 教师和学生的积极性都将得到极大的尊重。由于学生的积极参与, 每个学生的创造性都受到重视, 指令性和专断的师生关系将难以维系。教师的权威将不再建立在学生的被动与无知的基础上, 而是建立在教师借助学生的积极参与以促进其充分发展的能力之上。一个有创造性的教师应能帮助学生在自学的道路上迅速前进, 教会学生怎样“对付”大量的信息, 他更多的是一个向导和顾问, 而不是机械传递知识的简单工具。在创新教育体系中, 师生关系将进一步朝着“教学相长”的方向转变和深化。要培养学生的创新能力, 教师还要明白“教”的真正意义。“教”不同于“训练”, 教师如果把“教”混同于“训练”, 就会强迫学生去全盘接受所教的内容, 就会自觉不自觉地使学生按照别人的模式、计划和步骤去达到他人设计的目标, 这就剥夺了本属于学生自己的自由发展和思考的权利。

其次, 教师要理解“创新能力只能培养, 不能教”。创新能力是培养出来的, 它需要的只是一种友好的、和谐的生长环境, 教育工作者只不过是去创造这样一种适合培养学生创新能力的环境而已。

中学物理教学是营造这种适合培养学生创造能力环境的良好途径, 是培养学生创造性的一门好的学科。中学物理的教学有许多自身的特点, “物理模型”教学就是其中之一。

三、物理模型在中学物理教学中的运用

1. 建立模型概念, 理解概念实质。

概念是客观事物的本质在人脑中的反映, 客观事物的本质属性是抽象的、理性的。教师要想使客观事物在学生脑中有深刻的反映, 必须将它与学生脑中已有的事物联系起来, 使之形象化、具体化。物理模型大都是以理想化模型为对象建立起来的。建立概念模型实际上是撇开与当前考查无关的因素和对当前考查影响很小的次要因素, 抓住主要因素, 认清事物的本质, 利用理想化的概念模型解决实际问题。

2. 认清条件模型, 突出主要矛盾。

条件模型就是将已知的物理条件模型化, 舍去条件中的次要因素, 抓住条件中的主要因素, 为问题的讨论和求解起到搭桥铺路、化难为易的作用。

3. 构造过程模型, 建立物理图景。

过程模型就是将物理过程模型化, 将一些复杂的物理过程经过分解、简化、抽象为简单的、易于理解的物理过程。例如, 为了研究平抛物体的运动规律, 我们先将问题简化为下列两个过程:第一, 质点在水平方向不受外力, 做匀速直线运动;第二, 质点在竖直方向仅受重力作用, 做自由落体运动。

四、中学物理教师使用模型应注意的问题

1. 模型是在一定条件下适用的。

建立物理模型, 可使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差。现实世界中, 有许多事物与这种“理想模型”十分接近, 在一定场合、一定条件下, 作为一种近似, 我们可以把实际事物当作“理想模型”来处理, 但要具体问题具体分析。

2. 物理模型是在不断完善发展的, 由初级向高级发展并不断完善。

例如, 原子模型的提出就是一个不断完善的过程。起初, 人们认为原子是不可分的, 其英文名称atom的原义即“不可分割”的意思。直到1897年汤姆生通过阴极射线实验发现电子, 揭开了原子结构的序幕, 汤姆生认为, 原子是一个球体, 正电荷均匀分布在球内, 电子像枣糕里的枣子那样镶嵌在原子里, 这就是汤姆生的“枣糕式”原子模型。此模型能说明原子是中性的, 并能说明辐射电磁波形成原子光谱, 但解释不了α粒子散射现象。卢瑟福进行了α粒子散射实验, 他认为, 在原子的中心有一个很小的核, 叫原子核, 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里, 带负电的电子在核外空间绕核旋转, 这就是卢瑟福的“原子核式结构”模型。此模型可以解释α粒子散射实验, 还可以估算出原子核的大小, 但与经典电磁理论产生了两个矛盾。

总之, 物理模型是培养学生创造性的很好素材, 只要充分科学地用足用活物理模型, 给学生营造一个宽松的充分体现“以学生为主”的课堂环境, 我们就一定能培养出一代具有创新能力的适合现代化建设的人材。

参考文献

[1]刘伟.浅谈物理习题与模型教学[J].高师理科学刊, 2002, (02) .

[2]张建伟, 陈琦.从认知主义到建构主义[J].北京师范大学学报 (社会科学版) , 1996, (04) .

[3]罗建军.从物理模型到实际问题的教学对策[J].甘肃教育, 2005, (11) .

高考物理中的模型 篇8

一初中物理简述

初中物理是义务教育的基础学科, 也是中考的必考科目。物理模型在初中物理教学中占据着主导地位, 随着课程的改革, 物理问题研究的不断加深, 学生学习物理变得困难。因此, 部分学生因为物理的难度渐渐失去了兴趣, 导致总体成绩不高, 物理教育得不到完善, 教育教学不能满足现在的教学需求。物理作为一门自然科学课程, 比较难学, 不能单凭死记硬背, 要有自己的一套学习方法和学习技巧, 不能因为物理的难度而放弃这门学科的学习。从目前初中物理的教学模式来看, 教师对物理概念比较重视, 还是局限于传统的教学理念。部分教师在物理教学过程中, 把物理概念当成教学重点, 让学生死记硬背物理概念, 导致学生很难理解物理概念的真正意义, 从而对物理学习失去兴趣。针对物理学科, 我们要制订合适学生自己的学习计划, 首先应独立做题, 了解物理过程;其次应认真听讲并做好相关记录;最后应主动向别人学习。当然, 仅凭课堂上老师的讲解是远远不够的, 课后要针对老师讲解的内容加以复习, 尤其是疑点难点, 必须加深理解, 这样才能学好物理, 产生对物理学习的欲望。

二物理模型的基本内涵

物理模型, 就是利用图像进行疑难问题的解析, 让学生很快地解决物理问题。物理模型具有一定的作用, 主要表现在以下几个方面: (1) 把复杂的问题变得简单化。 (2) 依据教学内容制作相关模型。 (3) 利用物理模型做出科学预言。物理模型主要由两个部分组成:直接模型与间接模型。直接模型是指通过对物理情景的描述, 很快地在脑海中浮现出清晰的图像。例如习题中的点、小球以及木块等作为研究对象。间接模型是指对描述的物理情景不能直观地在大脑中得以呈现, 通过自身的想象力与逻辑思维形成的抽象图形。显而易见, 间接模型和直接模型相比较, 要比直接模型难得多。然而在物理教学中, 大多都是以间接模型为核心, 通过物理情景的描述以及学生的想象力, 找出正确的研究对象、物理过程等因素, 针对这些抽象的事物, 进行抽象的研究。因此, 我们要培养学生的物理模型化能力, 必须正确选择研究对象, 根据题中的情景描述, 清晰地建立正确的物理模型, 这样在物理学习中, 一些疑点难点能快捷地解决, 同时也降低了物理学习的难度, 让学生更轻松地学习物理, 产生对物理学习的求知欲, 实现物理教学目标。

三物理模型在初中物理教学中的作用

物理模型在初中物理教学中有着举足轻重的作用。在物理学习中, 不要把物理概念当成重点, 要实际结合物理模型来学习。通过物理模型的学习, 不仅降低了物理学习的难度, 让复杂的问题转化为简单的问题, 让疑点难点得以解决。针对一些抽象事物, 我们以画图形式清晰地在学生的脑海中浮现。不仅拓展了学生丰富的想象力, 同时也培养了学生学习物理的逻辑思维。比如:教师在讲解八年级下册第六章第三节物质的密度一课时, 教师可以创设相关教学情境, 让学生的头脑中出现直接模型的观念, 以这样的形式开展情境教学, 通过观察和学生亲自体验, 让学生觉得亲切自然, 从而激发学生的求知欲望。或者利用简单、有趣的模型口诀吸引学生的注意力, 这节有关密度的口诀可以是:实验测密度, 质量比体积, 等量替换法, 密度就可知。通过将物理模型运用到初中物理课堂的方法, 不仅培养了学生的观察能力和创造能力, 还能培养学生的逻辑思维能力。让学生有效地学习物理, 对物理学习产生热情, 提高物理成绩的同时达到物理教学目的。

四结束语

综上所述, 在物理教学中, 教师要懂得利用物理模型, 将其融入教学中, 满足学生在物理学习中的需求, 建立正确的物理模型, 不仅能降低物理学习的难度, 也能提高课堂的学习效率, 同时开发学生的智力, 培养学生的观察能力和创造能力, 为实现物理教育教学目的奠定良好的基础。

摘要：物理模型能帮助学生掌握知识, 灵活地运用, 学会变通, 让学生养成良好的学习思维习惯。本文以初中物理教学课堂为例, 重点说明物理模型在初中物理教学中的重要作用。

关键词：物理模型,初中物理,重要作用

参考文献

[1]苏彦斌.浅析物理模型在初中物理的作用[J].陕西教育, 2011 (11)

[2]王厚德.初中物理模型在教学中的应用初探[J].新课程 (中旬) , 2014 (4)

物理模型在教学中的运用 篇9

关键词：模型 概念 运用

一、物理模型在教学中的作用

建立和正确使用物理模型可以提高学生理解和接受新知识的能力。

建立和正确使用物理模型有利于学生将复杂问题简单化、明了化，使抽象的物理问题更直观、具体、形象、鲜明，突出了事物间的主要矛盾。

建立和正确使用物理模型对学生的思维发展、解题能力的提高起着重要的作用。可以把复杂隐含的问题化繁为简、化难为易，起到事半功倍的效果。

二、中学物理中常见的物理模型

物理模型是物理思想的产物，是科学地进行物理思维并从事物理研究的一种方法。就中学物理中常见的物理模型，可归纳如下：

1、物理对象模型化

物理中的某些客观实体，如质点，舍去物体的形状、大小、转动等性能，突出它所处的位置和质量的特性，用一有质量的点来描绘，这是对实际物体的简化。当物体本身的大小在所研究的问题中可以忽略，也能当作质点来处理。类似质点的客观实体还有刚体、点电荷、薄透镜、弹簧振子、单摆、理想气体、理想电流表、理想电压表等等。

2、物体所处的条件模型化

当研究带电粒子在电场中运动时，因粒子所受的重力远小于电场力，可以舍去重力的作用，使问题得到简化。力学中的光滑面；热学中的绝热容器、电学中的匀强电场、匀强磁场等等，都是把物体所处的条件理想化了。

3、物理状态和物理过程的模型化

例如，力学中的自由落体运动、匀速直线运动、简谐运动、弹性碰撞；电学中的稳恒电流、等幅振荡；热学中的等温变化、等容变化、等压变化等等都是物理过程和物理状态的模型化。

4、理想化实验

在实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，根据逻辑推理法则，对过程进一步分析、推理，找出其规律。例如，伽利略的理想实验为牛顿第一定律的产生奠定了基础。

5、物理中的数学模型

客观世界的一切规律原则上都可以在数学中找到它们的表现形式。在建造物理模型的同时，也在不断地建造表现物理状态及物理过程规律的数学模型。当然，由于物理模型是客观实体的一种近似，以物理模型为描述对象的数学模型，也只能是客观实体的近似的定量描述。例如，在研究外力一定时加速度和质量的关系实验中，认为小车受到的拉力等于砂和砂桶的重力，其实，小车受到的拉力不正好等于砂和砂桶的总重力。只有砂和砂桶的总质量远小于小车和砝码的总质量时，才可近似地取砂和砂桶的总重力为小车所受的拉力，这是我们采取简化计算的一种数学模型。单摆作简谐运动时，为什么要求摆角小于10度？这是因为只有在这种情形下，单摆的回复力才近似与位移成正比，才满足简谐运动的条件。

三、物理模型在教学中的运用

1、建立模型概念，理解概念实质

概念是客观事物的本质在人脑中的反映，客观事物的本质属性是抽象的、理性的。要想使客观事物在人脑中有深刻的反映，必须将它与人脑中已有的事物联系起来，使之形象化、具体化。物理模型大都是以理想化模型为对象建立起来的。建立概念模型实际上是撇开与当前考察无关的因素以及对当前考察影响很小的次要因素，抓住主要因素，认清事物的本质，利用理想化的概念模型解决实际问题。如质点、刚体、理想气体、点电荷等等。学生在理解这些概念时，很难把握其实质，而建立概念模型则是一种有效的思维方式。

2、认清条件模型，突出主要矛盾

条件模型就是将已知的物理条件模型化，舍去条件中的次要因素，抓住条件中的主要因素，为问题的讨论和求解起到搭桥铺路、化难为易的作用。例如，我们在研究两个物体碰撞时，因作用时间很短，忽略了摩擦等阻力，认为系统的总动量保持不变。条件模型的建立，能使我们研究的问题得到很大的简化。

3、构造过程模型，建立物理图景

过程模型就是将物理过程模型化，将一些复杂的物理过程经过分解、简化、抽象为简单的、易于理解的物理过程。例如，为了研究平抛物体的运动规律，我们先将问题简化为下列两个过程：第一，质点在水平方向不受外力，做匀速直线运动；第二，质点在竖直方向仅受重力作用，做自由落体运动。可见，过程模型的建立，不但可以使问题得到简化，还可以加深学生对有关概念、规律的理解，有利于培养学生思维的灵活性。

4、转换物理模型，深入理解模型

通过对理想化模型的研究，可以完全避开各种因素的干扰，在思维中直接与研究对象的本质接触，能既快又准确地了解事物的性质和规律。例如，建立起“单摆”这一理想化模型后，理解了单摆的周期公式，可以解决类似于单摆的一系列问题；在竖直的光滑圆弧轨道内作小幅度滚动的小球的周期问题；在竖直的加速系统内摆动的小球的周期问题；在光滑斜面上擺动的小球的周期问题。

总之，由于客观事物具有多样性，它们的运动规律往往是非常复杂的，不可能一下子把它们认识清楚。而采用理想化的客体(即物理模型)来代替实在的客体，就可以使事物的规律具有比较简单的形式，从而便于人们去认识和掌握它们。建立正确的物理模型可以使复杂的问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差，构成物理模型还有助于培养人的创造性思维能力，提高新的研究方向，形成科学预见，并能带来理论上的重大突破，促进物理学不断的向前发展。