物理学解题中的模型应用.pdfVIP

维普资讯 Vo1．22 No．232 物 理 教 学 探 讨 第 22卷总第 232期 (X) 11．2004 ．20． Journal of Physics Teaching 21304年第 11期(下半月) 物理学解题 中的模型应用 张 遥 浙江省衢州二中 ( 浙江 衢州 324000 ) 模型是人们为了从事科学研究而建立的对 素加以考察研究，并把一类事物共同的、本质的 原型高度抽象化了的思想客体或思想事物。物理 属性联合起来 ，从而建立起一个轮廓清晰、主题 模型就是对物理对象和物理过程高度抽象与概 突出、易于研究的新形象 、新过程。 括的成果。物理学解题过程 ，就是一个模型的建 例 1 一跳水运动员从离水面 10m的平台 立、识别和应用 的过程，“建模 ”、“识模 ”和 “用 上跃起 ，举双臂直体离开 台面。此时其重心位于 模”，是解决物理问题的三个必要环节。 从手到脚全长的中点，跃起后重心升高0．45m达 1 抽象概括，建立模式 到最高点。落水时身体竖直，手先入水 (在此过程 物理学是研究物质结构和运动基本规律的 中，运 动 员水平 方 向的运 动忽 略不计 )。g取 学科。物理模型 自然应包括对象结构模型和运动 l0m／s2，求从运动员离开跳台到手触水面 ．他可 过程模型两种基本形式，前者是就物质结构特征 用于完成空中动作的时间。 的科学抽象 ，如质点、单摆 、理想气体 、串联电路 、 分析与解 正确求 点电荷、点光源 ……后者是就运动过程特征 的 解该题，至少要建立如下 科学抽象，如匀速直线运动 、匀变速直线运动 、自 两个物理模 型：首先，从 由落体运动、平抛运动 、斜抛运动 、匀速圆周运 对象结构上看，我们可忽 动、简谐运动、LC电磁振荡 …… 以上两种模型的 略对象的形状、体积等次 建立 ，成为物理学解题 的必备要素。 要因素，将跳水运动员视 图 模型的建立是一个科学抽象的过程。在这一 为质点 ；其次，从运动过程上看 ，可忽略空气阻力 过程中，研究者从所考察的 目标出发，撇开问题 对运动的影响，将对象的运动看作 以质心为代表 中次要的、非本质的因素 ，抽出主要的、本质的因 的竖直上抛运动。 此太阳能空间站在一昼夜由于被地球遮挡而不 反射，而未到达地面。若射到地球上的太阳光可 能发 电的最长时间。 视为垂直于地球表面，把太 阳光看成是频率为5 解析 物体 (设质 ×10HHz的单色光 ，求地球表面上 lem 的面积 量为 m)在地球表面所受 地 每秒接收到多少个光子?已知太 阳到地球的距离 的重力近似等于地球对 球 为 尺 ：1．5X10“m。(最后结果保 留两位有效数 物体 的万有 引力 ，则有 字) mg= G ／尺0，对 同步 解析 设想有一个 以太阳中点为圆心，以 卫星又有 GMm／r ：4rrmr／碍，因凡较大，运行 太阳到地球表面距离 (近似等于太阳到地球的距 轨道 可看成直线 ，与影的边沿光线构成三角 离 尺)为半径的大球 ，这个大球面上单位面