学习普通物理有效方法的研究探讨

金远航杜念择何开棘/.辽宁科技大学土木工程学院 沈阳北软信息职业技术学院软件技术



学习普通物理有效方法的研究探讨

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【摘 要】工科的大学生学好普通物理，除了要求具有一定的数学基础外，还要学会对物理情景的构建，物理模型的刻画，具备了这两种能力，对于分析解决物理问题将事半功倍，另外对后续专业课程的学习也会有很大的帮助。

【关键词】物理情景；物理模型；分析分解

《普通物理学》是工科大学生必修的一门基础课，它是研究物质最普遍、最基本运动形式的基本规律的一门学科，物理知识大致可分为力学、电磁学、热学、光学等几个模块，每个模块之间均存在一定的逻辑关系，并且与后续课程学习密切相关。然而对于初学者来说普遍认为比较难学，难就难在物理概念不清楚，不能很好地将物理和数学思想很好地结合在一起。实际上普通物理是一门实验的科学，一门与数学密切相联的课程，学好普通物理除了具有较好的数学基础外，还要注意物理情景的构建、物理模型的刻画及物理过程的分解分析。

1、构建物理问题的物理情景是学好普通物理的基础

2、建立理想物理模型是学好普通物理的关键

著名物理学大师开尔文曾说过：“在没有给研究对象建立起一个力学模型之前，我是永远都不会满足的；如果我能成功地建立起一个模型。我就能理解它。否则我就不能。”这说明建立和应用物理模型是创立物理科学理论的有力武器。所谓理想模型，是为了研究物理问题的方便，在对物理现象做仔细观察和分析的基础上，根据其主要特点，撇开次要的、非本质的因素，抓住本质因素，从而建立一个易于研究、能反映研究对象的主要特征的新形象。建立理想模型的实质就是把复杂的问题转化为理想的简单问题来研究和处理，主要目的是有利于问题的研究。

理想模型可以简单分为对象模型、条件模型和过程模型三类。一是对象模型——用来代替研究对象实体的理想化模型，如质点、刚体、弹簧振子、理想气体、点电荷、点光源、密绕的长直螺线管以及关于原子结构的卢瑟福模型、波尔模型等都属于对象模型。二是条件模型——把研究对象所处的外部条件理想化建立的模型叫做条件模型。如光滑表面、轻杆、轻绳、均匀介质、匀强电场和匀强磁场都属于条件模型。三是过程模型实际的物理过程都是诸多因素作用的结果，忽略次要因素的作用，只考虑主要因素引起的变化过程叫做过程模型，比如力学中弹性碰撞过程、热学中的准静态过程、卡诺循环等等。

3、对物理过程的分解分析是学好普通物理的核心问题

对于这个问题，我们就可以按着过程发生时间顺序构建物理情景建立对应的物理模型，依次分解为：首先是摆球自由下落过程，看成质点的机械能守恒的问题；然后是摆球与匀质细杆的碰撞过程，看成质点与刚体的弹性碰撞过程，遵循角动量守恒和机械能守恒定律；最后是细杆的向上摆动过程，看成刚体的机械能守恒问题，这样问题就很容易解决了。

4、结论

当我们能够把构建物理问题的物理情景、建立理想物理模型以及对物理过程的分解分析几个关键掌握好，充分认识和发挥它的积极作用，学好普通物理不是一件难事；另外有了这种思维方式以后，我们对其他的课程学习有会受益匪浅。