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1.引 言 所谓物理模型，即在分析和解决实际物理问题时，经过突出本质的、主要的因素，忽略非本质的、次要的因素，对实际物体所做的一种简化的描述。建立物理模型既可以帮助我们正确理解一些抽象物理概念、物理规律和物理现象，也是为了研究物理问题方便和容易探究事物的本质，从复杂的物理现象或过程中抽象出研究对象的简化模型。它可以帮助人们抓住问题的主要因素，排除非本质的干扰，舍弃次要因素和无关因素，最终使物理问题得到简化。由于新课程标准特别强调“STS”内容和应用所学物理知识解决实际问题能力的培养和教学，因此，培养学生初步的物理建模能力是学生学好物理这门学科的基础和保证，也是新课程标准提出的一项重要的课程目标。综观历年的高中考物理命题，各种类型的物理建模题已逐渐成为热点题型之一，特别受到高考命题者的青睐，以往的研究中还基本上没有对物理模型进行全面归类分析，下文将介绍物理模型的分类和分析。 copyright paper51.com 本文分三个部分进行分析说明。第一部分介绍了物理模型的分类；第二部分重点分析几种常见的物理模型；第三部分总结本文分析结果。 copyright paper51.com 2. 物理模型的分类方法 内容来自www.paper51.com
2.1 对象模型 copyright paper51.com
对象模型是以实物对象为原型建立起来的物理模型，是物理模型中最主要的一种类型。对象模型根据构建模型时的侧重点的不同，又可分为三种主要类型：形状模型、结构模型和性能模型。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
2.1.1 形状模型 http://www.paper51.com 形状模型是指在建模时对实体对象的形体予以抽象、简化所得到的模型。 copyright paper51.com 2.1.1.1 点模型 paper51.com 物理学中有一类研究对象，其大小和形状与我们所研究的属性无直接关系，因此，可以忽略其大小和形状而将其抽象并化简为一个只占有空间位置而无大小和形状的点。如力学中的质点模型，当被研究对象作平动或物体自身大小远小于研究所涉及到的范围的尺度时，就可以将物体视作为具有一定质量和占有某个空间位置的一个点，而无需考虑其大小与形状。其他如点电荷、点光源、光子、电子、自由粒子等在一定的条件下均可视其为一个点。 http://www.paper51.com 2.1.1.2 线模型 http://www.paper51.com 一些物理对象，根据问题的需要，可以不考虑其具体的一些物理性质而将其抽象为一条细线。如无限长载流直导线即是不考虑其形状所得到的物理模型，而轻杆则是不考虑其质量所得到的物理模型，其他如光线、细绳、电场线、磁力线等。 内容来自www.paper51.com
2.1.1.3 面模型 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 若我们所研究的核心问题仅是某物理原型的某一个面，则可以不考虑其实际的形体而将其视作一个面。如面光源，实际的光源必然具有一定的体积，但当其所利用的发光面的面积远大于其厚度时，便可将其视为一无厚度和体积的面光源。其他如无限大带电平面、平面镜、球面镜等。 copyright paper51.com 2.1.1.4 体模型 内容来自www.paper51.com
一些形状不规则的物体，根据研究问题时的需要，在一定的条件下，可将其简化为某个规则形状的物体来研究，这样既能突出其本质特征，又能给研究带来方便。如地球并不是一个标准的球体，但在研究其自转、重力加速度等一些问题时，可将其作为一个标准球体来处理；在研究原子大小时，同样的可将其视作为一个球体，而在研究原子结构时，原子核也可当作为一个标准的球体。又如在计算圆导体的电阻时，无疑也可将其视作圆柱体。 copyright paper51.com |