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力學解題中的模型歸納

高中力學部分的所有知識點在高一下期結束,高中物理采用的解題依據與方法也就完整了,但學生對這個整體的認識普遍沒有達到要求,導致規律學的越多,解題越亂。公式多、概念多、模型多、方法多,在學生的頭腦中一片混亂,所以學生在解題時,亂寫規律,亂用公式,張冠李戴,解題效率反而降低了。針對這種情況,在本期的教學中,始終采用“模型”教學,讓學生的解題和理解的思路更清晰,知識學習的針對性更強。

“模型”教學其實就是知識點的應用歸納,力學問題由于抽象性較強,在分析解題過程中可以通過建立力學模型的方法方便對題目的分析。恰當的物理模型可以降低物理問題的難度,將抽象的問題具體化,達到簡化解題的目的。除了常見的物理模型外,知識點也可以歸納為一種模型,下面就本期涉及到的物理模型歸納及構建過程、模型應用要求做一總結。

在物理模型的歸納與構建過程中要注意以下三點。首先,在對物理模型進行歸納過程中要注意精簡物理情境或物理問題的條件,舍棄無意義干擾因素或次要的因素,達到簡化物理問題上升為物理模型的目的。其次,在物理模型的歸納過程中要依據物理問題的本身條件特性,要根據題目的不同特點選擇合適的模型,不能憑主觀臆想隨意進行歸納和總結。最后,構建的物理模型要符合科學規律,不能為了追求物理問題的簡化而忽視了模型背后的理論依據。

本期涉及到的基本物理模型有:曲線運動中的“小船渡河模型”、“平拋與類平拋模型”、豎直面內的圓周運動中的“繩模型”和“桿模型”,動量部分的“彈性碰撞模型”、“子彈打擊木塊模型”、“人船模型”,這些都是高中物理中的經典模型,必須強化訓練、講解、討論,以強化記憶,養成解題習慣。除了這些模型外,還有一些由知識點構建的模型,如:“關聯物體的速度分解模型”、“勻速圓周運動中的傳動模型”、“圓周運動中的圓錐擺模型”、“萬有引力定律中的人造衛星模型”、“機車起動模型”等等。

在實際解題中如何運用這些模型也是一大難題,難點就是學生不能將實際問題模型化,想不到相應的模型上來,所以平時教學過程中多強化訓練,養成建模的習慣,習慣成自然就OK了。例如在圓周運動的實例分析中的“圓錐擺模型”,其實實際問題中的很多地方都是應用這一模型,比如“圓錐筒”、“旋轉秋千”、“火車轉彎”、“汽車在傾斜路面的轉彎”、“飛機在水平面內的轉彎”等等。這樣,學生在遇到上述類型的物理情境時,自然就會想到“圓錐擺模型”,從而使教學更輕松,學生解題更有頭緒,以達到事半功倍的效果。

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