滕衍紅

摘 要：模型可謂是十分常見，為人們的日常生活、學(xué)習(xí)、工作帶來(lái)了很大的便利，物理學(xué)科在研究上具有復(fù)雜性的特征，初中學(xué)生很難從復(fù)雜多變的表面現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)其中蘊(yùn)含的深刻規(guī)律，而使用物理模型可以更好地表達(dá)出深?yuàn)W的物理規(guī)律。分析了物理模型在初中物理中的重要作用。

關(guān)鍵詞：物理模型；初中物理；重要作用

物理模型對(duì)于初中物理來(lái)說(shuō)是重要的表達(dá)手段和研究方法，在講授物理規(guī)律時(shí)，物理模型是必不可少的存在，使用物理模型時(shí)，通常會(huì)忽略掉次要因素，因此說(shuō)使用物理模型可以簡(jiǎn)化客觀對(duì)象，使學(xué)生更加清晰地觀看到物理現(xiàn)象，掌握各種客觀的物理規(guī)律，進(jìn)而學(xué)會(huì)應(yīng)用這些物理規(guī)律。如何在初中物理中使用物理模型，也是本文所要研究的課題。

一、物理模型

（一）何為物理模型

從廣義角度來(lái)說(shuō)，物理學(xué)中涉及的各種物理概念都是物理模型，諸如長(zhǎng)度、時(shí)間以及物質(zhì)，均可作為物理模型；同時(shí)，物理中的所有研究對(duì)象，其狀態(tài)及狀態(tài)的變化過(guò)程也是物理模型，例如：水從氣態(tài)變成液態(tài)再變成固態(tài)的過(guò)程，這些就是物理模型。從狹義角度來(lái)說(shuō)，反映物理問(wèn)題的特定現(xiàn)象、理想化實(shí)體、理想化狀態(tài)、理想化過(guò)程、理想化結(jié)構(gòu)等等，同樣是物理模型。

（二）分類

1.物理對(duì)象模型

將研究對(duì)象所具有的一些次要因素直接進(jìn)行忽略，隨后所建成的物理模型即物理對(duì)象模型。

2.物理?xiàng)l件模型

將研究對(duì)象所處條件中的一些次要因素進(jìn)行忽略，隨后所建成的物理模型即物理?xiàng)l件模型。

3.物理過(guò)程模型

將物理活動(dòng)中的次要因素進(jìn)行忽略，隨后所建成的物理模型即為物理過(guò)程模型。初中物理教材中的“勻速直線運(yùn)動(dòng)”便是最典型的物理過(guò)程模型。

4.理想化實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)實(shí)中的物理實(shí)驗(yàn)通常會(huì)涉及諸多的因素，有主要因素也有次要因素，基于大量實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，結(jié)合邏輯推理，將次要因素忽略掉，緊抓主要特征，在理想條件下獲得的物理現(xiàn)象與規(guī)律、科學(xué)研究方法，此即理想化實(shí)驗(yàn)。在研究物理學(xué)規(guī)律、學(xué)習(xí)物理學(xué)知識(shí)的過(guò)程中，理想化實(shí)驗(yàn)是最為廣泛的一種方法。

5.數(shù)學(xué)模型

數(shù)學(xué)符號(hào)、字母以及數(shù)字構(gòu)成的，可以展現(xiàn)現(xiàn)實(shí)對(duì)象所具有的數(shù)據(jù)規(guī)律的圖形、公式以及算法即數(shù)學(xué)模型。

二、物理模型的重要作用

（一）物理對(duì)象模型的重要作用

初中物理教材中有許多物理對(duì)象模型，諸如：①光線；②分子模型；③薄透鏡；④理想電流表；⑤理想電源；⑥理想電壓表；⑦其他。除此之外，還有許多物理對(duì)象模型，此處不做多余贅述。以“理想電流表”或“理想電壓表”為例，電流在電路中并無(wú)是全無(wú)阻礙的，導(dǎo)電介質(zhì)本身具有一定的電阻，基于“電流=電壓÷電阻”（I=U/R）的公式，可知電流會(huì)在電阻的影響下出現(xiàn)變化，電壓也會(huì)隨之發(fā)生變化。而所謂的“理想電流表”是假設(shè)內(nèi)阻無(wú)限小，在分析電路時(shí)可以看作短路，在分析電路時(shí)，表上的壓降也可忽略不計(jì)；而“理想電壓表”則是內(nèi)阻無(wú)限大，在分析電路時(shí)可以看作開路，即在分析電路時(shí)，其分流作用可忽略不計(jì)。當(dāng)然，在現(xiàn)實(shí)中電壓表中是由微小電流通過(guò)的，電流表則是電壓有所降低，只是都非常小，可以忽略不計(jì)而已。這類物理對(duì)象模型不過(guò)是將不重要的次要因素忽略不計(jì)。

（二）物理?xiàng)l件模型

初中物理教材中有許多物理?xiàng)l件模型，諸如：①輕質(zhì)滑輪；②輕質(zhì)球；③光滑面；④輕繩；⑤絕熱容器；⑥輕質(zhì)桿；⑦其他。以輕質(zhì)桿為例，這種物理?xiàng)l件模型通常存在于簡(jiǎn)單機(jī)械中的杠桿，教師可以將其與“力矩的平衡”結(jié)合起來(lái)進(jìn)行教學(xué)。其所涉及的公式為：阻力臂×阻力=動(dòng)力臂×動(dòng)力，在現(xiàn)實(shí)中杠桿所受到的力除了外部物體，還包括杠桿本身的重力，重力在桿的力臂上并不是各處都相同的，初中物理尚無(wú)法清晰分析如此復(fù)雜的問(wèn)題，只能利用“輕質(zhì)桿”這種物理?xiàng)l件模型來(lái)解決問(wèn)題，其忽略了桿自身的重力，只需要設(shè)計(jì)外部的力，可以直接套用“阻力臂×阻力=動(dòng)力臂×動(dòng)力”這一公式。

（三）理想化實(shí)驗(yàn)

初中物理教材中有一個(gè)理想化實(shí)驗(yàn)非常著名，即伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)。以小球滑動(dòng)實(shí)驗(yàn)為例，假設(shè)相同的小球從相同的高度沿著相同材料的斜面滑動(dòng)，若是沿著摩擦力不斷減小的水平面進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，那么其路程將會(huì)逐漸增大。據(jù)此實(shí)驗(yàn)結(jié)果，伽利略的結(jié)論是：小球若在不存在摩擦力的水平面上滑動(dòng)，那么它做出的運(yùn)動(dòng)永遠(yuǎn)都是勻速直線運(yùn)動(dòng)。在這個(gè)結(jié)論中，“無(wú)摩擦的水平面”便是一種理想條件，而小球做出的永久的勻速直線運(yùn)動(dòng)便是在這個(gè)理想條件下所出現(xiàn)的物理現(xiàn)象?；谶@樣的理論和理想化實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停ｎD又建立了“牛頓第一定律”。由此可見，理想化實(shí)驗(yàn)具有非常重要的存在價(jià)值。

（四）物理過(guò)程模型

前文提及的勻速直線運(yùn)動(dòng)等都是物理過(guò)程模型，其忽略了物理過(guò)程中一個(gè)物理量所發(fā)生的微小變化，這個(gè)物理量被視為是恒定的，這樣可以不必再考慮物理量所發(fā)生的復(fù)雜變化，只需要分析其恒定過(guò)程，對(duì)于初中物理的問(wèn)題分析來(lái)說(shuō)非常適合。

物理模型對(duì)于初中物理教學(xué)來(lái)說(shuō)非常重要，通過(guò)使用各種類型的物理模型可以簡(jiǎn)化物理現(xiàn)象中的復(fù)雜因素，使學(xué)生更加清晰地掌握物理規(guī)律，從而獲得更好的學(xué)習(xí)效果。

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編輯 謝尾合