2014年10月第32卷第20期 浅谈中学物理模型构建的种类及意义 王先梅 (山东省青岛市黄岛区银珠街道办事处中心中学) 1 物理模型的内涵 物理学是研究物质运动规律的学科，而实际的物理现象和物理规律一般都很复杂，涉及的因素很多。舍弃次要因素，抓住主要因素，从而突出客观事物的本质特征就叫构建物理模型。构建物理模型是研究问题的一种科学的思维方式。从本质上讲，分析和解决物理问题的过程就是构建物理模型的过程。《课程标准》指出，要通过概念的形成、规律的推导、模型的建立、知识的应用等过程，考察学生对实际问题的分析、还原和构建物理模型的能力。解决问题时要“理清物理过程，建立清晰的物理图景”。关键是要求学生正确地还原和构造物理模型。学生构造模型的情况直接反映学生的理解能力、分析综合能力和获取知识等能力。2 物理模型构造的几种常见类型2.1 构造数学模型从原理上讲，客观世界的一切规律都可以在数学中找到。物理学在研究客观世界时，通常采用抽象、概括的方法，对客观情况进行建模，用数学形式表达物体的性质和运动规律，从而使物理学成为一门定量的、精确的科学。2.1.1 构造方程（不等式）模型力学、电学中的计算题，经常需要构造方程（或不等式）模型来求解。构造方程（或不等式）模型可以快速地解决复杂问题。例1 在图1所示的电路中，电源电压U=6 V。将电压表接在图中0、c点之间时，读数为4 V。将其接在图中b、d点之间时，读数为4 V。
读数为3V。若该电阻器的阻值是4Ω，那么三个电阻器中阻值最大的电阻器的Q值是多少？分析并建立方程（组）模型。设R，R2，R3分别有电压为U，U2，U3。根据问题可得U1+U2+U3=6V。解上述方程（1）、（2）、（3）可得R2R3=3V，U1=3V，U2=1V，R3=2V。所以通过的电流为3=0.5（A），，l=J2=13=0.5A，所以=：减6（n）初中物理滑轮模型，：_2（n），R3=4n。显然三个电阻器中阻值最大的电阻器为R=6Q。点评：本题根据串联电路电压相等的特性进行求解。构建了方程·96·（组）模型。可以看出，这种方法可以快速解决问题。2.1.2 构建函数模型一些物理问题可以用一次函数、二次函数、正比例函数、反比例函数等来建模。例2 一个气球（静止）停在一片平静的湖面上，用来监测空气质量。在湖面以上20 m处放置的仪器测得气球的仰角为30°。
，测得气球在水中虚像的俯角为60°（如图2所示），那么气球距离湖面的高度是多少？ 图2 水面分析 这道题可以用三角函数模型构造。 如图2所示，设气球距离湖面的高度为h（即AD=h）。 根据题意，AC=h-20，BC=h+20。 在RtA中ACO，tan30==，在RtA中BCO，将以上两个方程相除可得h=40m，即气球距离湖面的高度为40m。 评论 这道题用三角函数模型构造，利用平面镜的成像特性和三角函数相结合来解决问题。 2.2 原理（定律）模型的构建 物理学中很多原理或定律都可以用来构建模型。例如杠杆原理、二力平衡条件、牛顿第一定律、凸透镜成像定律等等，均可构造出来。 例3 如图3所示，一根质量分布均匀的2公斤木棍AOB，悬挂于0点（AO=30B）网校头条，当在B端吊一重物初中物理滑轮模型，使木棍在水平位置平衡，请问重物的质量是多少？ tan60. = 鼍= , ： }_ _ , 图3 图4 分析如图4所示，AOB为一个杠杆，由题知，木棍的重心在D点，OD=OB。根据杠杆原理F。
f. ：Fz Z： ，有 × OD = × OB ，所以 Gwood = ，所以 m = m 评论：这道题是构造杠杆模型，能否从给定的图片中提取杠杆模型是解答这道题的关键。 2.3 构造图形模型 凸（凹）透镜、滑轮、光学中的构造、力学中物体的力分布 将木棍AOB视为杠杆，构造杠杆模型。 且 = 2公斤。