通過模型教育提高學生解題速度

　　摘 要： 在高中物理教學中，模型化教育已成為一種趨勢，模型化教育是在物理教學中幫助學生建立各種各樣的模型，如碰撞模型、人船模型等。高考物理試題實際上就是這些模型的組合，學生如果能掌握一些基本的模型，在考試中不但能準確分析問題，而且能提高解題的速度，從而提高物理成績。
　　關鍵詞： 高中物理 模型教育 解題速度
　　
　　一、碰撞模型
　　彈性碰撞問題及其變形在是中學物理中常見問題，在高中物理中占有重要位置，也是多年來高考的熱點，如2009年北京卷24題，2011年全國卷26題。彈性碰撞模型能與很多知識點綜合，聯系廣泛，題目背景易推陳出新，掌握這一模型，舉一反三，可輕松解決這一類題。
　　彈性碰撞是碰撞過程無機械能損失的碰撞，遵循的規律是動量守恒和系統機械能守恒，確切地說是碰撞前后動量守恒，動能不變。在題目中常見的彈性球、光滑的鋼球，以及分子、原子等微觀粒子的碰撞都是彈性碰撞。
　　已知A、B兩個鋼性小球質量分別是m、m，小球B靜止在光滑水平面上，A以初速度v與小球B發生彈性碰撞，求碰撞后小球A的速度v，物體B的速度v大小和方向。
　　解析：取小球A初速度v的方向為正方向，因發生的是彈性碰撞，碰撞前后動量守恒、動能不變有：
　　mv=mv+mv?搖?搖?搖?搖①
　　mv=mv+mv ②
　　由①②兩式得：v=，v=
　　求碰撞后小球A的速度v，物體B的速度v大小和方向，我試驗了一下，即使運算能力比較好的學生，求出這兩個速度也需要5分鐘的時間，若記住這個模型，則只需30秒即可。如2009年北京卷24題。
　　如圖2所示，ABC為一固定在豎直平面內的光滑軌道，BC段水平，AB段與BC段平滑連接。質量為m的小球從高位h處由靜止開始沿軌道下滑，與靜止在軌道BC段上質量為m的小球發生碰撞，碰撞后兩球兩球的運動方向處于同一水平線上，且在碰撞過程中無機械能損失。求：（1）碰撞后小球的速度大小；（2）碰撞過程中的能量傳遞規律在屋里學中有著廣泛的應用。為了探究這一規律，我們采用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直線上、且無機械能損失的簡化力學模型。如圖3所示，在固定光滑水平軌道上，質量分別為m、m、m、…、m、m的若干個球沿直線靜止相間排列，給第1個球初能E，從而引起各球的依次碰撞。定義其中第n個球經過依次碰撞后獲得的動能E與E之比為第1個球對第n個球的動能傳遞系數k。
　　（a）求k
　　（b）若m=4m，m=m，m為確定的已知量，求m為何值時，數k值最大。
　　大家通過分析可知這道題在計算第一問時若能應用碰撞模型，會節省一些時間，并能提高正確率。
　　二、傳送帶模型
　　傳送帶問題以真實的物理現象為依據，它既能訓練學生的科學思維，又能聯系生活實際，同時涉及受力分析、相對運動、牛頓定律，以及功能關系等多方面相關知識，綜合性強，能考查考生分析物理過程及應用物理規律解答實際問題的能力，這種類型問題具有很強的生命力，當然也是高考命題的熱點和難點。
　　（一）水平傳送帶模型總結
　　1.物體初速度與傳送帶速度同向
　　（1）當物體初速度小于傳送帶的速度時；
　　（2）當物體初速度大于傳送帶速度時；
　　（3）物體初速度等于傳送帶速度時。
　　2.物體初速度與傳送帶速度反向
　　先分析物體初速度與傳送帶速度關系，然后判斷出物體所受摩擦力是阻力還是動力，接著分析物體運