论物理模型及其在初中物理中的重要性 [摘要]本文首先分析了物理模型在物理学及其发展中的重要性，然后结合初中物理教育教学的特点分析了物理模型在初中物理教育教学中的重要意义。接下来本文按照不同的类型对初中物理模型进行逐一分析，最后给出方法论意义 [关键词]物理模型；初中物理教育；简单性原理模型在我们的日常生活、工程技术和科学研究中经常见到，对我们的生产生活有着很大的帮助。物理学研究是复杂的，如何发现复杂多变的客观现象背后的基本规律？如何简单地表达出来？人们有幸在长期的实践活动中找到了一些行之有效的方法。其中之一就是：忽略具体情况下研究对象或过程的微小因素，抓住其本质特征，把复杂的研究对象或现象简化为较为理想化的模型，从而发现和表达物理规律。由于物理模型是物理学研究的重要方法和手段，因此物理模型的描述与传授在物理教育教学中是必不可少的。建立物理模型，需要忽略一些细枝末节的因素，对客观对象进行简化。对客观对象进行合理简化的过程，就是建立物理模型的过程。根据简化过程和角度的不同，物理模型分为以下五类：物理对象模型、物理条件模型、物理过程模型、理想化实验和数学模型。下面我们一一进行讲解。（一）物理对象模型——直接忽略具体研究对象的一些细枝末节的因素而建立的物理模型。
这种模型应用最为广泛，初中物理教科书中也有很多很好的例子。例如：粒子、薄透镜、光、弹簧振子、理想电流表、理想电压表、理想电源和分子模型等。我们以粒子为例进行详细分析。粒子是一个忽略运动物体大小和形状的有质量的几何点。条件是，在所研究的问题中，实际物体的大小和形状对问题的研究影响不大，可以忽略不计。这样，许多运动类型的描述就变得简单了。例如，所有做直线运动的物体都可以看作粒子。由于做直线运动的物体的每一部分每时每刻的运动方式都一样，所以可以忽略它的大小和形状，只找出物体上的一个点作为概括。当然，这个点的质量等于物体本身的质量。这样，做直线运动的物体的运动轨迹就是一条直线，很容易想象、理解和描述。很多具体事例都可以这样运用，如在直轨道上以最大速度行驶的火车网校头条，沿航路飞行的客机，从比萨斜塔上落下的铁球等等。 （二）物理条件模型——忽略研究对象条件的一些次要因素而形成的物理模型。在初中物理中有：光滑表面、轻的棒、轻的滑轮、轻的绳子、轻的球、绝缘容器、均匀电场与均匀磁场等等。我们以轻的棒为例进行分析。 又比如简单机械中的杠杆，在初中时，常常把问题归结为力矩的平衡。即：功率×功率臂=阻力×阻力臂。
推动力和阻力都包括杆以外的物体对杠杆的作用力，也包括杆本身的重量。杆的重量的杠杆臂在杆上每一点都是不同的，所以除了少数杆的形状是几何规则的情况外初中物理滑轮模型，大多数杠杆问题在初中是无法解决的。轻量杆的引入解决了这个问题。轻量杆是忽略自重的弹性杆。当外物对杠杆的力矩远大于杆自重的力矩或杆自重的力矩相互抵消时，杆可以看作轻量杆，杠杆上的力矩就只是外力矩了。这样，一切杠杆平衡问题都可以解决了。 （三）物理过程模型——忽略物理过程中的一些细小因素而建立的物理模型。初中物理中有：匀速直线运动、恒定电流等。这些物理模型都忽略了物理过程中某个物理量的微小变化，把这个物理量看作常数。因为这些量的变化相对于物理量本身来说太小了，所以可以忽略不计。这样，我们就不需要考虑过程中物理量的复杂变化，而只考虑恒定的过程，分析问题就容易得多。（四）理想化实验——在大量实验研究的基础上，通过逻辑推理，忽略微小因素，抓住主要特征，获得理想条件下的物理现象和规律的一种科学研究方法，称为理想实验。理想化方法是物理科学研究和物理学习中最基本、应用最广泛的方法。初中物理里有一个非常著名的理想化实验：伽利略的斜面实验。
伽利略做过许多斜面实验，这里举一个例子初中物理滑轮模型，同一个球从同样材质、同样高度的斜面上滑下，它在水平面上沿直线运动的距离随摩擦力的减小而增大。伽利略由此推论，球在无摩擦水平面上总是匀速直线运动（理想条件下的物理现象）。牛顿在此基础上建立了牛顿第一定律。不用多说，足以见得理想实验的强大力量。 （五）数学模型——用数字、字母或其他数学符号构成的描述现实物体定量规律的数学公式、图形或算法。初中物理中的数学模型主要有磁通线和电场线。磁通线（电场线）是形象地描述磁感应强度（电场强度）空间分布的几何线条，是一种数学符号。磁场和电场本身的性质对这些几何线条作了一些规定。例如，空间各点的电场强度只要满足电场线不相交的唯一条件，就可以得到一个生动、简洁、准确的描述。