學(xué)習(xí)普通物理有效方法的研究探討

金遠航杜念擇何開棘/.遼寧科技大學(xué)土木工程學(xué)院 沈陽北軟信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院軟件技術(shù)

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學(xué)習(xí)普通物理有效方法的研究探討

金遠航1杜念擇2何開棘1/1.遼寧科技大學(xué)土木工程學(xué)院 2 沈陽北軟信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院軟件技術(shù)

【摘 要】工科的大學(xué)生學(xué)好普通物理，除了要求具有一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)外，還要學(xué)會對物理情景的構(gòu)建，物理模型的刻畫，具備了這兩種能力，對于分析解決物理問題將事半功倍，另外對后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)也會有很大的幫助。

【關(guān)鍵詞】物理情景；物理模型；分析分解

《普通物理學(xué)》是工科大學(xué)生必修的一門基礎(chǔ)課，它是研究物質(zhì)最普遍、最基本運動形式的基本規(guī)律的一門學(xué)科，物理知識大致可分為力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)等幾個模塊，每個模塊之間均存在一定的邏輯關(guān)系，并且與后續(xù)課程學(xué)習(xí)密切相關(guān)。然而對于初學(xué)者來說普遍認為比較難學(xué)，難就難在物理概念不清楚，不能很好地將物理和數(shù)學(xué)思想很好地結(jié)合在一起。實際上普通物理是一門實驗的科學(xué)，一門與數(shù)學(xué)密切相聯(lián)的課程，學(xué)好普通物理除了具有較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)外，還要注意物理情景的構(gòu)建、物理模型的刻畫及物理過程的分解分析。

1、構(gòu)建物理問題的物理情景是學(xué)好普通物理的基礎(chǔ)

2、建立理想物理模型是學(xué)好普通物理的關(guān)鍵

著名物理學(xué)大師開爾文曾說過：“在沒有給研究對象建立起一個力學(xué)模型之前，我是永遠都不會滿足的；如果我能成功地建立起一個模型。我就能理解它。否則我就不能。”這說明建立和應(yīng)用物理模型是創(chuàng)立物理科學(xué)理論的有力武器。所謂理想模型，是為了研究物理問題的方便，在對物理現(xiàn)象做仔細觀察和分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)其主要特點，撇開次要的、非本質(zhì)的因素，抓住本質(zhì)因素，從而建立一個易于研究、能反映研究對象的主要特征的新形象。建立理想模型的實質(zhì)就是把復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為理想的簡單問題來研究和處理，主要目的是有利于問題的研究。

理想模型可以簡單分為對象模型、條件模型和過程模型三類。一是對象模型——用來代替研究對象實體的理想化模型，如質(zhì)點、剛體、彈簧振子、理想氣體、點電荷、點光源、密繞的長直螺線管以及關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的盧瑟福模型、波爾模型等都屬于對象模型。二是條件模型——把研究對象所處的外部條件理想化建立的模型叫做條件模型。如光滑表面、輕桿、輕繩、均勻介質(zhì)、勻強電場和勻強磁場都屬于條件模型。三是過程模型實際的物理過程都是諸多因素作用的結(jié)果，忽略次要因素的作用，只考慮主要因素引起的變化過程叫做過程模型，比如力學(xué)中彈性碰撞過程、熱學(xué)中的準靜態(tài)過程、卡諾循環(huán)等等。

3、對物理過程的分解分析是學(xué)好普通物理的核心問題

對于這個問題，我們就可以按著過程發(fā)生時間順序構(gòu)建物理情景建立對應(yīng)的物理模型，依次分解為：首先是擺球自由下落過程，看成質(zhì)點的機械能守恒的問題；然后是擺球與勻質(zhì)細桿的碰撞過程，看成質(zhì)點與剛體的彈性碰撞過程，遵循角動量守恒和機械能守恒定律；最后是細桿的向上擺動過程，看成剛體的機械能守恒問題，這樣問題就很容易解決了。

4、結(jié)論

當我們能夠把構(gòu)建物理問題的物理情景、建立理想物理模型以及對物理過程的分解分析幾個關(guān)鍵掌握好，充分認識和發(fā)揮它的積極作用，學(xué)好普通物理不是一件難事；另外有了這種思維方式以后，我們對其他的課程學(xué)習(xí)有會受益匪淺。