杠杆模型.PPTVIP

两个案例引发的“建模”随想 苏州市振华中学 申 洁 2015.08.12 两个案例 两点想法 案例一： “工具是杠杆 杠杆是模型” 阿基米德：只要给我一个 支点，我就可以移动地球。 启示：阿基米德建了一个理想的“杠杆模型” 启示1：阿基米德实现“移动地球”的愿景需要特定的工具， 这个工具是长长的“硬棒”+“支点”，定义为杠杆。 可理解成阿基米德建了一个大大的“杠杆模型”。 启示2：这个“杠杆模型”是根据已知事实建立的，是对研究 对象简洁的仿真性的表述。 杠杆模型构建： 各类工具 共同特征 形象概括 抽象定义 做一做 —— 拔钉子 议一议——使用这些工具时有什么共同特点？ 工具 模型 说出生活中可看作杠杆的工具 举例—— 杠杆模型 A、支点（O） B、动力（F1） C、阻力（F2） D、动力臂（l1） E、阻力臂（l2） 五要素 O F1 F2 l1 l2 (力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线) 确定杠杆模型的五要素 1.确定支点 2.画出动力、阻力作用线 3.从支点作力的作用线的垂线，确定动力臂、阻力臂 羊角锤起钉子 想法一： 构建杠杆模型的意义 杠杆模型舍去了杠杆作为工具原型的一些次要的细节与非本质的联系，以简化和理想化的形式再现了原型的结构、功能和联系，为探究杠杆平衡条件和进一步理解杠杆的实际应用做好铺垫，建立联系 。 杠杆模型是对具体工具特征的抽象，工具是看得见，摸得着的，因此，这种模型的构建往往是有形可循的。 杠杆作为工具使用时，由于受力的作用，会引起或大或小的形变，而作为杠杆模型，可将杠杆理想化，认为它无形变。 如：生活中的斜拉索式大桥可认为是杠杆模型。 体现——从生活走向物理，从物理走向社会 物理模型的构建，最大益处是对学生的思维发展、处理问题能力的培养以及今后的成长和发展有着长远性的影响。 培养学生的“物理建模思想”是一个创造性过程，对物理模型的认识和理解也是一个培养创新思维能力的过程。 对实际问题进行理想化处理，构建理想化的物理模型，是一种重要的物理思想。也是实施科学方法教育的重要内容。 案例二： “磁场的描述方法” 磁场的描述： 形象 抽象 模型法——具体，形象，生动，直观，深刻，是研究物理问题的重要方法和手段 认识磁场 建立模型 形象描述 抽象描述 小磁针 铁屑分布 磁感线 想法二： 模型建构是一个认识不断完善的过程 磁场看不见，摸不着，需要借助于小磁针在磁场中的偏转情况及细铁屑在磁场中的分布情况对磁场的性质与特点进行分析， 并在此基础上建立“磁感线”模型。 认识磁场的难度在于磁场无形却真实存在， “磁感线”模型能够形象化的描述磁场，但却不是真实存在的。 因此，须明确物理模型是基于物理现象的本质抽象，是研究物理问题所运用的科学方法，模型不是真实的事物，只是事物及现象的形象化描述。 许多物理问题，需要先构建其物理模型的雏形，从而得出初步结论，然后用实验进一步检验模型研究获得的结论，并加以适当修正，再用修正的结论应用于实际的物理问题。 模型建构的过程是人们对问题研究的认识不断深化的过程。 如在研究原子结构中，汤姆生根据他所掌握的知识和物理现象，提出了原子的枣糕模型——葡萄干布丁原子模型。 而卢瑟福根据他的a粒子散射实验，否定了枣糕模型，提出了原子的核式结构模型。 物理模型不是凭空产生的，它是思维的产物，是一种创造性的大脑活动过程，是一个从发现新物理问题到运用已有知识和方法分析物理问题，直至建立物理模型、解决新物理问题的思维过程。 物理学的发展就是物理模型不断产生与发展的历史。 电路 电路图 实物模型 原理模型 实例 学生掌握了建立物理模型的方法，也就是掌握了研究物理问题、发现物理问题的最根本的方法，掌握了解决物理未知问题的方法。 物理教学过程中有必要加大“建模”的显性化、具体化力度，需要从教学“建模”的无意识状态进入有意识状态。 一孔之见，旨在抛砖引玉，恳请批评指正！ 谢 谢 ！ * *