高三物理复习课中模型教学法的应用研究

（广东省肇庆市德庆县孔子中学 广东肇庆 526600）

一、物理模型有哪些种类

在高中阶段要求学生掌握的物理模型有五类。

1.实物模型

在研究一个物体的运动时，如果该物体的大小、形状与要研究的问题无关，那么就可以将这个物体看做一个质点，忽略掉它的大小，形状，只研究物体的运动轨迹或分析其受力情况。这就是实物模型。

2.概念模型

高中物理教材中，有很多很抽象的概念，比如电场、磁场。为了让学生更清晰的理解这些概念，就引进了电场线、磁场线等概念，把那些看不见摸不着的事物转化为我们可以想象到的事物。

3.过程模型

过程模型就是把实际错综复杂的物理过程理想化。例如自由落体、匀速圆周运动等等。

4.类似模型

许多问题我们没办法计算，但是可以找到与其本质类似又能够计算的问题来代替它。比如把带电粒子在电场中的运动模拟成平抛运动，这样就可以解决一类电场问题。

5.数学模型

例如自由落体运动的运动曲线为y= (1/2)*g*t*t；这就是用数学建模来模拟运动过程。

二、小球与轻杆的相对运动

一般轻杆与小球的问题计算，都需要对小球进行受力分析，在这里就要用到建模法。将小球看做质点，对其进行受力分析。图一，假设小球做圆周运动，那么可以得出，小球受重力和杆给的拉力。图二小球随着木块一起向上移动，则可将球，木块，杆看做整体受力分析。整体要受重力、支持力，如果斜面不光滑，还要受到滑动摩擦力。对于图二来说，采用建立模型的方法来解决问题非常容易，可以直接得到想要求的答案。

在小球与轻杆的相对运动中，轻杆提供的力是不固定的，有时可能是拉力，有时可能是支持力，杆的弹力方向不一定沿着杆或沿着杆相反的方向，其大小和方向的判断要根据物体的运动状态来决定。杆的弹力大小和方向，可根据牛顿运动定律或受力平衡求得。杆提供的力的方向在高考中是一个极易丢分的点。因此，在对小球受力分析的时候要格外谨慎。下面我们以一个例题来详细说明：

如图所示，一小球套在光滑轻杆上，绕着竖直轴OO′匀速转动，下列关于小球受力分析的说法中正确的是（ ）

A.小球受重力、弹力和摩擦力

B.小球受重力和弹力

C.小球受一个水平指向圆心的向心

D.小球受重力、弹力的合力是恒力

问题分析：

一小球套在光滑轻杆上，绕着中心轴OO’匀速转动，小球所受的合力提供圆周运动的向心力，向心力的方向指圆心。因为杆是无摩擦的，小球受重力和杆提供的力，这里的杆虽然方向一直平行于锥面，但是要想小球做圆周运动，就需要给小球提供指向圆心的圆周力。故根据牛顿运动定律可知，杆提供的力方向应当一直垂直于锥面。小球不受摩擦力，重力和杆的提供的力两个力的合力沿水平方向指向圆心，提供圆周运动所需的向心力，故A错误，B正确。向心力不是小球所受到的力，是小球做圆周运动所需要的力，故C错误小球所受合力方向始终指向圆心的方向提供向心力，力的方向一直在变化，故所受力不是恒力。

研究小球受轻杆的力的过程，就是一个建模的过程。按照物理模型的分类，它属于实物模型。对于高三学生来说，做习题练习需要系统化归类，而不是像高一，高二学生那样，每一题练一遍。高三学生对于每一类题都应合理归类，然后着重练习典型题，写好错题总结，如此长期反复练习，才能在高考的时候游刃有余。

学生学习完这些知识，应当及时对已学过的物理模型进行归纳和总结。教师在此时应当及时帮助引导学生归纳总结、巩固知识。物理建模教学不同于传统的教学模式，模型教学法可以把书中的例子做适当的处理，把一些抽象的物理知识通过建立模型的方式形象具体地表达出来，把晦涩难懂的理论知识转化为有型的实际案例，这样既方便了学生理解新知识，也提高了教师的自主备课能力。在很多时候，它都需要在教师的帮助下，由学生自己进行思考，在脑海中或者实际建立一个模型，发散思维去解决问题。这个过程既能够帮学生巩固理论知识，又能够帮学生开阔思维。社会正在高速发展，只有头脑灵活跟上发展步伐才能够真正学好某一门知识技能。

结语

综上所述，物理建模法对于高三学生来说是一个很重要的捷径，只要掌握了建模的方法，灵活运用，那么不论什么问题，基本都可以向建模靠拢。在物理教学中适当引入建模，极大地丰富了学生的学习内容和思想，也给学生思考问题提供了“窍门”，改变了学生只会看书的弊端。正如孔夫子说的，只学习不思考不会进步，只思考不学习也不会进步。建模法正是将学习和思考巧妙地进行结合，开创了一种全新的教学模式，也让学生能够更轻松的掌握好知识，开阔知识面。这是知识理论和科学实践的有机结合，是教育科学又上升了一个层面的标志。