學習普通物理有效方法的研究探討

金遠航杜念擇何開棘/.遼寧科技大學土木工程學院 沈陽北軟信息職業技術學院軟件技術

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學習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.遼寧科技大學土木工程學院 2 沈陽北軟信息職業技術學院軟件技術

【摘 要】工科的大學生學好普通物理，除了要求具有一定的數學基礎外，還要學會對物理情景的構建，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，另外對后續專業課程的學習也會有很大的幫助。

【關鍵詞】物理情景；物理模型；分析分解

《普通物理學》是工科大學生必修的一門基礎課，它是研究物質最普遍、最基本運動形式的基本規律的一門學科，物理知識大致可分為力學、電磁學、熱學、光學等幾個模塊，每個模塊之間均存在一定的邏輯關系，并且與后續課程學習密切相關。然而對于初學者來說普遍認為比較難學，難就難在物理概念不清楚，不能很好地將物理和數學思想很好地結合在一起。實際上普通物理是一門實驗的科學，一門與數學密切相聯的課程，學好普通物理除了具有較好的數學基礎外，還要注意物理情景的構建、物理模型的刻畫及物理過程的分解分析。

1、構建物理問題的物理情景是學好普通物理的基礎

2、建立理想物理模型是學好普通物理的關鍵

著名物理學大師開爾文曾說過：“在沒有給研究對象建立起一個力學模型之前，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。”這說明建立和應用物理模型是創立物理科學理論的有力武器。所謂理想模型，是為了研究物理問題的方便，在對物理現象做仔細觀察和分析的基礎上，根據其主要特點，撇開次要的、非本質的因素，抓住本質因素，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就是把復雜的問題轉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于原子結構的盧瑟福模型、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、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，比如力學中彈性碰撞過程、熱學中的準靜態過程、卡諾循環等等。

3、對物理過程的分解分析是學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生時間順序構建物理情景建立對應的物理模型，依次分解為：首先是擺球自由下落過程，看成質點的機械能守恒的問題；然后是擺球與勻質細桿的碰撞過程，看成質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、結論

當我們能夠把構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鍵掌握好，充分認識和發揮它的積極作用，學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習有會受益匪淺。