高中物理模型的归类与分析VIP免费

本科毕业论文（设计）题目：高中物理模型的归类与分析作者单位：物理学与信息技术学院专业：物理学作者姓名：任艳华指导教师：郭芳霞提交日期：二一六年四月高中物理模型的归类与总结任艳华摘要：物理模型是高中物理知识的重要载体，其中绝大多数内容都是以物理模型为基础和载体向学生传递知识的。物理模型不仅是学生获得物理知识的一种基本方法，更是一种培养学生应用能力和创新能力的重要工具。本文主要讲述物理模型的概念及分类方法，并结合整个高中物理中的重点和难点知识对物理模型进行分类与总结，最后指出运用物理模型教学的意义。关键词：物理模型；高中物理教学；教学意义物理学是一门重要的自然科学，它研究的对象是自然界最普遍、最基本的运动形态及物质结构相互作用和运动规律的学科。自然界的各种各种事物之间存在着千丝万缕的关系，并且复杂多变。因此，为了探讨物理事物的本质，根据所研究的具体问题或问题的特点，用科学抽象的思维方法对问题进行抽象的描述，抓住事物主要的、本质的特征，忽略其次要的、非本质的因素，将所研究对象进行简化、高度抽象而建立起来的一种新的物理形象----即物理模型。1.高中物理模型的概述1.1物理模型的含义“模型”一词来自于“Modulus”，意为样本、尺度、标准。钱学森先生曾给模型下过这样的定义：模型就是通过对问题现象的分解、分析，利用已知原理，吸取主要因素，省略次要因素，而创造出的一幅图画。[1]根据物理模型的特点，美国学者DavidHestenes(1995)认为，物理模型是对物理系统和某一物理过程的抽象化表征，它可以表征系统的结构及其某一方面的[2]特征或运动规律等。据此我们可以得出物理模型是对客观原型的一种“概念化”的抽象描述，这种描述包括了对客观实物的结构、某一方面的特征等。1.2建立物理模型的意义经过抽象思维构思出来的物理模型，可以简化物理学所分析、研究的复杂问题，且模型中得出的结果与客观实际又不会有明显的偏差。运用物理模型可以帮助人们解决实际生活中的问题。在实际处理时只需要将实际事物抽象成理想模型，然后将模型的研究结果直接运用于实际。面对比较复杂的问题时，首先研究它的物理理想模型，再结合客观实际将其研究结果进行修[3]正，从而使之与实际对象的本质相一致。例如：由理想气体状态方程pVnRT得出的结果与实际气体不相符合，这是因为在推导理想气体状态方程时，将分子力完全忽略了，而实际气体中气体分子的大小和分子间的相互作用力是不容忽视的。因此，从代表理想气体体积的V中减去分子体积b，对测定的压强值P加上一个反映气体分子间引力的压强修正值P，即得出反应实际气体性质的状态方程，即范德瓦尔斯方程：(PP)(Vb)nRT。[4]2.物理模型的归类解决物理问题最重要的方法是建立物理模型，可以将物理问题总结为这样的一句话：处于某种物理状态或某种物理过程中的某物理研究对象在某物理条件下的问题。[5]在物理学中，不论是解决什么样的问题，都应遵循以下的四个原则：其一，明确研究和学习的对象；其二，明确研究和学习的对象所处的状态；其三，明确状态的变化过程及此过程中的特征；其四，选择正确的方式解决该物理问题。由以上对物理问题的特点及解决物理问题方法的思考，拟分高中物理模型为以下三类：（1）对象模型：对象模型是由用来代替实际物体的具体物质组成，且能代表研究对象本质的实物系统。[6]（2）条件模型：高中物理模型中的条件模型就是将研究对象所处的外部条件理想化，舍去条件中的非本质因素，抓住其本质因素，将所研究的问题化难为易而建立起来的一种模型。（3）过程模型：过程模型是将物理过程理想化、纯粹化后抽象出的新的物理过程。分清影响物理过程的主要因素和次要因素，只保留其中的主要因素，忽略次要因素，即得到了过程模型。[7]3.高中物理模型的归类与分析根据以上对物理模型的分类，本文将分别从力学、电磁学、热学、光学四个方面从以上三种模型对高中物理模型进行归类与总结。3.1力学3.1.1在力学中常见的对象模型有：（1）质点：把物体看成是没有质量，只有大小的点。在研究物理问题时，若物体的形状和大小对所研究的问题影响很小或没有影...