高二物理復習方法：如何構建中學物理理想模型

2023-05-23 16:13:13網絡資源

　　構建模型是科學研究的基本方法之一，模型在物理學中也得到了廣泛的應用，物理模型是物理學理論體系的基石，物理模型的構建當然地也是物理學研究的主要方法之一，構建物理模型，可以采用多種方式方法，本文只對物理模型的構建中的理想化方法構建，提出一些粗淺的看法。望對同學們有所啟發！

　　理想化方法是構建物理模型最主要的一種方法，他是將復雜的物理過程、物理現象中最本質具有共性的東西抽象出來，將其理想化、模型化，略去其次要因素和條件，抓住主要因素，即將其理想化，找出他們在理想狀況下所遵循的基本規律，并構建出相應的物理模型。這是研究物理問題的重要思想方法。

　　1、構建理想的物理模型是科學理論的依據

　　縱觀物理學發展史，許多重大的發現與結論，都是由科學家們經過大膽的猜想構思，創建出科學的理想化的物理模型，并通過實驗檢驗或實踐驗證，模型與事實基礎很好吻合的前提下獲得的。

　　伽利略讓小球從彎曲的斜槽上自由下落，當斜槽充分光滑時，小球可沿另端斜槽上升到初始高度，如果另端斜槽末端越接近水平，小球為達到初始高度,將運動很遠。如果末端完全水平，小球將一直運動下去，永不停止。正因為伽里略構建了光滑這一理想化的模型，才有慣性定律的重大發現。

　　法拉第在1852年，對帶電體、磁體周圍空間存在的物質，設想出電場線、磁感線一類力線的模型，并用鐵粉顯示了磁棒周圍的磁力線分布形狀，從而建立了場的概念，對當前的傳統觀念是一個重大的突破。

　　1905年愛因斯坦受普朗克量子假設的啟發，大膽地建立了光子模型，并提出著名的愛因斯坦光電效應方程，圓滿地解釋了光電效應現象。

　　盧瑟福以特有的洞察力和直覺，抓住粒子轟擊金箔有大角度偏轉這一反常現象，從原子內存在強電場的思想出發，于1911年構思出原子的核式結構模型。

　　倘若離開了物理模型，不僅物理研究無法進行，而且對物理學科的縱深發展必然會起阻礙束縛的作用。

　　2、在中學物理中應用的理想化模型構建歸納起來有以下幾種

　　一是將物質形態自身理想化，如質點、系統、理想氣體、點電荷、勻強電場、勻強磁場等。二是將所處的條件理想化，如光滑、絕熱等;三是將結構理想化，如分子電流、原子模式結構、磁力線、電力線。三是將運動變化過程理想化，如勻速圓周運動、等壓過程等溫、等容、等壓過程;勻速、勻變速直線運動;拋體運動;簡諧振動;穩恒電流等。其四是將物理實驗理想化，包括將實驗條件理想化、實驗器材理想化等。

　　用理想化方法建立起來的物理模型，是對物理原型在理想化狀況下所遵循的基本規律的反映，而在現實的物理問題中，這些相應的理想狀況并不存在，但這并不影響理想物理模型在實際物理問題中的應用，因為有很多實際的物理現象在一定的條件下，或在一定的范圍內近似于理想狀況，由相應的理想物理模型所得到的結論也是非常準確的。比如由理想氣體模型所得到的理想氣體狀態方程在常溫常壓下是完全適用的。

　　3、教師在教學過程中要重視對學生建模意識的培養

　　理想的物理模型，既是物理科學體系中光輝的典范，也是解決現實物理問題不可或缺的依據，其重要性不言而喻。所以，教師在傳授知識的過程中，要根據實際課時的內容安排，及時向學生強調基本物理模型建立的過程和條件，并要求學生牢固把握住這些基本的物理模型，并且在具體應用解決物理問題時,引導學生如何根據題設條件，從物理規律出發，通過分析、綜合、類比等，突出對所要研究問題起主要作用的因素，略去非本質的次要因素，使思維從紛繁復雜的具體問題中抽象、構造出我們熟悉的物理模型，然后應用掌握的相關知識予以解決。當然，對學生這種能力的要求并非一朝一夕就能培養出來的，需要教師把這種建模意識貫穿在教學的始終。要循序漸進地啟發引導學生，使學生逐步熟悉并掌握這種科學研究的思維方法，養成良好的思維品質，使構建物理模型的意識真正成為學生思考問題的方法與習慣。