依托模型法有效解答高中物理試題

【摘要】物理作為高中課程體系中一門比較抽象的科目，學(xué)習(xí)起來(lái)難度相對(duì)較大，尤其是在解題訓(xùn)練中，學(xué)生既需以穩(wěn)固的物理理論知識(shí)做鋪墊，還要掌握一些常用的解題方法.雖然試題類型變化多端，不過(guò)從本質(zhì)上而言，都是按照一定物理模型來(lái)設(shè)計(jì)的，模型法也就應(yīng)運(yùn)而生.本文針對(duì)如何依托模型法有效解答高中物理試題進(jìn)行分析，并羅列部分解題實(shí)例.

【關(guān)鍵詞】模型法；高中物理；解題技巧

模型法簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)即為結(jié)合題干中提供的條件，忽視部分次要條件，將復(fù)雜的物理現(xiàn)象通過(guò)理想化的簡(jiǎn)單模型來(lái)替代，據(jù)此思考、分析與處理試題.在高中物理解題訓(xùn)練中，教師可指引學(xué)生以模型法為基本依托展開解題，把物理理論知識(shí)同模型整合起來(lái)降低解題難度，使其找到明確、簡(jiǎn)潔的解題思路，有利于他們輕松、簡(jiǎn)便地解答高中物理試題.

1 依托模擬模型有效解答物理試題

物理是自然科學(xué)的帶頭學(xué)科，以研究物體的一般運(yùn)動(dòng)規(guī)律與常見(jiàn)物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為主，雖然知識(shí)比較抽象，但是又有著一定的具體性，根據(jù)所研究對(duì)象往往可以構(gòu)建出模擬模型.高中物理教師在日常解題教學(xué)中，面對(duì)一些比較抽象的題目時(shí)，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用模型法，使其根據(jù)題目?jī)?nèi)容巧妙地構(gòu)建物理模型，使問(wèn)題由抽象向具體過(guò)渡，幫助他們順利求解［1］.

例1 某物理小組計(jì)劃研究?jī)晌煌瑢W(xué)在進(jìn)行接力賽過(guò)程中直線部分交接棒情況，其中A同學(xué)可以在加速啟動(dòng)以后以速度7m/s往前跑，B同學(xué)則從開始跑步一直到接棒這一環(huán)節(jié)進(jìn)行勻加速直線運(yùn)動(dòng)，要想讓B同學(xué)順暢地接到接力棒，且在速度合適的情況下起跑，A同學(xué)從距離接力區(qū)域之前10m處就把信號(hào)發(fā)出來(lái)，B同學(xué)開始進(jìn)行勻加速直線運(yùn)動(dòng)，剛好可以在接力區(qū)域L=20m被A同學(xué)追上的同時(shí)速度保持一樣，那么B同學(xué)的加速度aA是多少？在什么地方能夠接到接力棒？

分析 處理這道題目時(shí)，應(yīng)先認(rèn)真分析運(yùn)動(dòng)對(duì)象的本質(zhì)，發(fā)現(xiàn)主要涉及直線運(yùn)動(dòng)與牛頓運(yùn)動(dòng)定律相關(guān)知識(shí)，據(jù)此建立出模擬模型，再結(jié)合A、B兩位同學(xué)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況，順利構(gòu)建出質(zhì)點(diǎn)勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻加速直線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)物理模型，將問(wèn)題由抽象變得具體，形成清晰、明了的解題思路.

詳解 結(jié)合題意可知LA=vAtA，

LB=12aBtB2，

vB=vA=aBtB，

將各式聯(lián)立起來(lái)整理后能夠得到tA=tB=2.86s，aB=2.45m/s2，

然后根據(jù)題意能夠求出LB=12aBtB2=10m，

則ΔL=L總－LA=L總－LB=20m－10m=10m，

所以A同學(xué)的加速度是aB=2.45m/s2，在10m處能夠接到接力棒.

2 依托過(guò)程模型有效解答物理試題

過(guò)程模型就是把實(shí)際物理過(guò)程進(jìn)行理想化以后，把這一物理過(guò)程抽象出來(lái).在現(xiàn)實(shí)生活中，很多物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程都十分復(fù)雜，在高中物理課程教學(xué)中，教學(xué)范圍與知識(shí)內(nèi)容是有一定范圍的，無(wú)法兼顧的方面有很多，在解答部分試題時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生把題目中的信息分清主次，忽視次要因素，只保留主要因素，促使他們通過(guò)構(gòu)建過(guò)程模型有效解答試題［2］.

例2 在圖1中，使用一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧把B、C兩個(gè)物體連接到一起，彈簧與水平面垂直，然后將物體A由B的正上方，距B高度為H0處，從靜止開始釋放，下落以后同B物體發(fā)生相撞并粘在一起，已知A，B，C三個(gè)物體的質(zhì)量都是M，假如空氣阻力和這三個(gè)物體的自身大小均忽視不計(jì)，那么當(dāng)A，B兩個(gè)物體發(fā)生相撞后的速度是多大？當(dāng)A，B兩個(gè)物體共同運(yùn)動(dòng)至最大速度時(shí)，則物體C對(duì)地面產(chǎn)生的壓力是多大？

圖1

分析 處理這道試題的關(guān)鍵是構(gòu)建出過(guò)程模型，將的運(yùn)動(dòng)過(guò)程視為一個(gè)整體運(yùn)動(dòng)，也就是所說(shuō)的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)模型，然后結(jié)合簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)對(duì)稱性特征梳理正確的解題思路.

詳解 結(jié)合物體運(yùn)動(dòng)實(shí)際情況構(gòu)建過(guò)程模型，設(shè)A，B兩個(gè)物體相撞之前的速度為v1，

當(dāng)物體A進(jìn)行下落時(shí)，結(jié)合機(jī)械能守恒定律可得MgH0=Mv12，

所以v1=gH0，

設(shè)A，B兩個(gè)物體相撞之后的共同速度是v2，

根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得Mv1=2Mv2，

v2=gh02；

當(dāng)A，B兩個(gè)物體共同運(yùn)動(dòng)至最大速度時(shí)受到的合外力為0，

設(shè)這時(shí)彈力大小為F，則F=2Mg，

設(shè)水平地面對(duì)C物體的支持力大小為FN，

由于此時(shí)彈簧兩端的彈力大小一樣，

所以彈簧對(duì)C物體的作用力大小同樣為F，

故FN=F+Mg=3Mg，

所以物體C對(duì)地面產(chǎn)生的壓力是3Mg.

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在高中物理解題教學(xué)活動(dòng)中，模型法作為一個(gè)值得大力倡導(dǎo)的解題方法，在一定程度上能夠降低題目難度，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用模型法進(jìn)行解題，促進(jìn)他們順暢、高效地解答物理試題，提高解題水平，使其直覺(jué)思維和抽象思維能力均得到良好的發(fā)展.

參考文獻(xiàn)：

［1］高超.“雙新”背景下高中物理綜合類大題的解題技巧［J］.學(xué)園，2023，16（05）：30-32.

［2］周余豐.妙用模型 改進(jìn)高中物理解題教學(xué)［J］.數(shù)理化解題研究，2023（04）：125-128.