發(fā)布時間：2023-08-28 16:53:48
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的初中物理中的模型法樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
模型在我們日常生活、工程技術和科學研究中經常見到，對我們的生產生活有很大幫助。物理學研究具有復雜性。怎樣發(fā)現復雜多變的客觀現象背后的基本規(guī)律呢？又如何簡單的表達它們呢？人們有幸在漫長地實踐活動中找到一些有效的方法，其中一個就是：在具體情況下忽略研究對象或過程的次要因素，抓住其本質特征，把復雜的研究對象或現象簡化為較為理想化的模型，從而發(fā)現和表達物理規(guī)律。
既然物理模型是物理學研究的重要方法和手段，物理教育和教學中對物理模型的講述和講授就必不可少。建立物理模型就要忽略次要因素以簡化客觀對象，合理簡化客觀對象的過程就是建立物理模型的過程。根據簡化過程和角度的不同，將物理模型分為以下五類：物理對象模型、物理條件模型、物理過程模型、理想化實驗和數學模型。下面我們逐個加以說明。
1. 物理對象模型――直接將具體研究對象的某些次要因素忽略掉而建立的物理模型 這種模型應用最為廣泛，在初中物理教材中有許多很好的例子。例如：質點、薄透鏡、光線、彈簧振子、理想電流表、理想電壓表、理想電源和分子模型。作為例子，我們詳細分析質點。質點，就是忽略運動物體的大小和形狀而把它看成的一個有質量的幾何點。其條件是在所研究的問題中，實際物體的大小和形狀對本問題的研究的影響小到可以忽略。這樣以來，很多類型的運動的描述就得到化簡。比如所有做直線運動的物體都可以看成質點。因為作直線運動的物體的每一個部分每時每刻都做同樣的運動，所以就可以忽略其大小和形狀，而只找這個物體上的一個點作為概括，當然這個點的質量等于物體本身的質量。這樣，直線運動物體的運動軌跡就是一條直線，很容易想象、理解和刻畫。很多具體例子都可以這么做，例如以最大速度行駛在筆直鐵軌上的火車，沿著航空路線飛行的客機，從比薩斜塔上下落的鐵球，等等。
2. 物理條件模型――忽略研究對象所處條件的某些次要因素而形成的物理模型 在初中物理中有：光滑面、輕質桿、輕質滑輪、輕繩、輕質球、絕熱容器、勻強電場和勻強磁場等。我們以輕質桿為例加以分析。比如簡單機械里的杠桿，在初中階段問題往往歸結到力矩的平衡上來。即：動力×動力臂=阻力×阻力臂。動力和阻力都包括桿以外的物體對杠桿的作用力，還包括桿本身的重力。而桿重力的力臂在桿上的每一點都不同，這樣除了桿的形狀是幾何規(guī)則的少數例子以外的絕大部分杠桿問題在初中階段就沒法解決。而輕質桿的引入正好解決了這一問題。輕質桿是忽略了自身重力的彈性桿。當外界物體對杠桿的力矩遠遠大于桿自身重力的力矩或者桿自身重力的力矩相互抵消時，就可以把桿當成輕質桿，杠桿受到的力矩只有外力矩，這樣所有杠桿平衡問題都可以迎刃而解。
3. 物理過程模型――忽略物理過程中的某些次要因素建立的物理模型 在初中物理中有：勻速直線運動、穩(wěn)恒電流等。這些物理模型都是把物理過程中的某個物理量的微小變化忽略掉，把這個物理量看成是恒定的。因為這些量的變化量與物理量本身相比太小了，以至于可以略去不計。這樣不用考慮過程中物理量的復雜變化情況而只考慮恒定過程，分析問題就容易多了。
4. 理想化實驗――在大量實驗研究的基礎上，經過邏輯推理，忽略次要因素，抓住主要特征，得到在理想條件下的物理現象和規(guī)律的科學研究方法就是理想實驗 理想化方法是物理科學研究和物理學習中最基本、應用最廣泛的方法。初中物理中就有一個非常著名的理想化實驗：伽利略斜面實驗。伽利略的斜面實驗有許多，現在舉其中的一個例子，同樣的小球從同種材料同樣高度的斜面上滑下來，在摩擦力依次減小的水平面上沿直線運動的路程依次增大。伽利略由此推知：小球在沒有摩擦的水平面上永遠做勻速直線運動（在理想條件下的物理現象）。牛頓又在此基礎上建立了牛頓第一定律。無需多論，也足以見得理想實驗的強大力量。
5. 數學模型――由數字、字母或其它數學符號組成的、描述現實對象數量規(guī)律的數學公式、圖形或算法 初中物理中的數學模型主要有磁感線和電場線。磁感線（電場線）是形象的描述磁感應強度（電場強度）空間分布的幾何線，是一種數學符號。而磁場和電場本身的性質對這些幾何線做了一些規(guī)定，例如空間各點的電場強度是唯一的規(guī)定了電場線不相交。這樣就使它們成為形象、簡練而準確的描述磁場和電場的數學符號。
一 創(chuàng)設入門臺階，排除學習障礙
初中物理教學是以觀察、實驗為基礎,使學生了解力學、熱學、聲學、光學、電學和原子物理學的初步知識以及實際應用;高中物理教學則是采用觀察實驗、抽象思維和數學方法相結合,對物理現象進行模型抽象和數學化描述,要求通過抽象概括、想象假說、邏輯推理來揭示物理現象的本質和變化規(guī)律。初中物理教學以直觀教學為主,在學生的思維活動中呈現的是一個個具體的物理形象和現象,所以初中學生物理知識的獲得是建立在形象思維的基礎之上;而高中較多地是在抽象的基礎上進行概括,在學生的思維活動中呈現的是經過抽象概括的物理模型。
由于初中物理內容少,問題簡單,講解例題和練習多,課后學生只要背背概念、公式,考試就很容易了。而高中物理內容多而且難度大,各部分知識相互聯(lián)系,有的學生仍采用初中的那一套方法對待高中的物理學習,結果是學了一大堆公式,雖然背得很熟,但一用起來就不知從何下手,學生感到物理深奧難懂,從而心理上造成對物理的恐懼。高中物理對學生運用數學分析解決物理問題的能力提出了較高要求,在教學內容上更多地涉及到數學知識,物理規(guī)律的數學表達式明顯加多加深,例如:勻變速直線運動公式常用的就有10個之多,每個公式涉及到四個物理量,其中三個為矢量,并且各公式有不同的適用范圍,學生在解題常常感到無所適從;開始用圖象表達物理規(guī)律,描述物理過程;矢量進入物理規(guī)律的表達式。
二 搞好初、高中物理教學的銜接
1.研究重視教材與教法
高中物理教師不單是研究高中的物理教材,還要研究初中物理教材,了解初中物理教學方法和教材結構,知道初中學生學過哪些知識,掌握到什么水平以及獲取這些知識的途徑,在此基礎上根據高中物理教材和學生狀況分析、研究高中教學難點,設置合理的教學層次、實施適當的教學方法,降低"階差",保護學生物理學習的積極性,使學生樹立起學好物理的信心。
2.循序漸進
高中物理教學大綱所指出,教學中應注意循序漸進,知識要逐步擴展和加深,能力要逐步提高。高中教學應以初中知識為教學的出發(fā)點逐步擴展和加深;教材的呈現要難易適當,要根據學生知識的逐漸積累和能力的不斷提高,讓教學內容在不同階段重復出現,逐漸擴大范圍和增加難度。
3.透析物理概念和規(guī)律
使學生掌握完整的基礎知識,培養(yǎng)學生物理思維能力,能力是在獲得和運用知識的過程中逐步培養(yǎng)起來的。首先要加強基本概念和基本規(guī)律的教學,要重視概念和規(guī)律的建立過程,讓學生知道它們的由來;其次弄清每一個概念的內涵和外延及來龍去脈,要使學生掌握物理規(guī)律的表達形式的同時,明確公式中各物理量的意義和單位,規(guī)律的適用條件及注意事項。
4.物理模型的建立
高中物理教學中常用的研究方法是確定研究對象,對研究對象進行簡化建立物理模型,在一定范圍內研究物理模型,分析總結得出規(guī)律,討論規(guī)律的適用范圍及條件。建立物理模型是培養(yǎng)抽象思維能力、建立形象思維的重要途徑,要通過對物理概念和規(guī)律建立過程的講解,使學生領會這種研究物理問題的方法;通過規(guī)律的應用培養(yǎng)學生建立和應用物理模型的能力,以實現知識的遷移。
物理模型建立的重要途徑是物理習題講解,習題講解要注意解題思路和解題方法的指導,有計劃地逐步提高學生分析解決物理問題的能力。講解習題時,要把重點放在物理過程的分析,并把物理過程圖景化,讓學生建立正確的物理模型,形成清晰的物理過程。物理習題做示意圖是將抽象變形象、抽象變具體,建立物理模型的重要手段,要求學生審題時一邊讀題一邊畫圖,養(yǎng)成良好的習慣。解題過程中,要培養(yǎng)學生應用數學知識解答物理問題的能力,學生解題時的難點是把物理過程轉化為抽象的數學問題,再回到物理問題中來,教學中要幫助學生闖過這一難關。
5.學生自主學習習慣培養(yǎng)。
培養(yǎng)學生良好的學習習慣是教育的一個重要目的,也是培養(yǎng)學生能力、實現教學目標的重要保證。如何培養(yǎng)良好的學習習慣,首先是要培養(yǎng)學生獨立思考的習慣,獨立思考是學好知識的前提,學生經過獨立思考,就能很好地消化所學知識,才能真正想清其中的道理,從而更好地掌握它。其次培養(yǎng)學生自學能力,使其具有終身學習的能力,閱讀是提高自學能力的重要途徑,閱讀是對學生進行智育的重要手段,閱讀物理教材不能一掃而過,而應潛心研讀,邊讀邊思考,挖掘提煉、對重要內容反復推敲,對重要概念和規(guī)律要在理解的基礎上熟練記憶,養(yǎng)成遇到問題能夠獨立思考以及通過閱讀教材、查閱有關書籍和資料的習慣。
一、知難——初、高中物理跨度大
的原因分析
1．教材內容跨度大
從客觀原因上來看，初中物理和高中物理在教材的內容上存在著較大的臺階.初中物理的內容淺顯通俗，而且注重物理情境與學生生活感受的一致性.現象所反映的規(guī)律，學生有豐富的體驗，容易理解，量化的計算少且運用的數學規(guī)律較為簡單，初中物理所涉及的實驗，其原理簡單，操作簡便，實驗現象學生能夠自我發(fā)現.與初中物理教材相比，高中教材呈現形式簡煉、嚴謹，文字的敘述具有很強的抽象性、概括性，導致學生對教材的理解比較困難.高中教材涉及的實驗，更加注重對原有知識的應用和創(chuàng)新，實驗現象的觀察呈現出多元化，需要學生從多個側面去觀察和思考.
2．教師缺乏對學生心理特點的分析
學生經歷了緊張的中考，一個暑假讓學生的心理放松了許多，“繼續(xù)休整”的心理還未完全消退，學習缺乏緊張度，自己要求較低，總覺得高考還很遙遠；有些學生初中物理學得挺好的，所以思想上懈怠了.高中物理使學生力不從心，在多次挫折的體驗下，學生對物理學習生成畏懼心理，并逐步演變?yōu)閷W習心理障礙.
3．教師缺乏對學生原有認知水平的分析
高中物理有很多的知識點在初中教材中出現過，但是呈現得較為淺顯化，與高中的要求差異性很大，思維和能力的要求更是迥然有異.實踐經驗表明，在銜接上硬著陸是行不通的，教師要從學生的最近發(fā)展區(qū)出發(fā)，合理設置過渡環(huán)節(jié).高中物理教師應認真研讀初中物理教材，同時對入校新生做好科學的調查工作，去了解學生的具體學情，順學而導，發(fā)揮教師的主導作用，促使學生學好高中物理.
二、克難——自然銜接的著力點
分析
1．研讀初、高中教材，確保知識點有效地銜接
初、高中教材在知識點難度的設置上跨度是客觀存在的，這種跨度讓學生學習上有頓挫感.我們要想讓高一新生平緩地切入高中學習，研讀初、高中物理教材的差異就是首要任務.教師應找出初、高中物理教材中有效的銜接點，再從教材內容和學生的實際出發(fā)，順勢遞進進行牽引，發(fā)揮教師的主導作用，有意識地放緩教材在知識內容及其銜接難度上的坡度，促使學生自然過渡.細致地研讀初、高中教材，我們發(fā)現高中物理一開始學習的知識內容很多都與初中的物理概念存在一定的聯(lián)系，是在初中物理認知基礎上的豐富與拓展.
例如，“速度”這一概念，初中物理和高中物理都有涉及.在初中，為了定義“速度”，引入了“路程”這一概念，通過移動距離與時間的比值來定義；而在高中，“速度”是一個不僅具有大小而且具有方向的矢量，而“路程”只有大小沒有方向，是標量，顯然用“路程”無法完成“速度”的定義，因此引入了“位移”這個新的物理概念，用位移與時間的比值來定義，這就是初、高中物理教材在這個概念定義上的區(qū)別.當然，我們從科學的嚴謹性出發(fā)，初中教材在“速度”概念的引入時是沒有問題的，因為在初中“速度”的定義是放在勻速直線運動這一特定的情境之中的.一個物體如果做單方向的直線運動，其路程與位移的大小是相等，又因其運動方向是一維的，所以沒有“矢量性”考慮的要求.
2．優(yōu)化教學模式，確保思維點有效地銜接
關鍵詞：物理模型;初中教學;力學
力學是物理學的基礎，以牛頓三大運動定律為核心構建起了經典力學的主體。浙教版《科學》七年級下冊第三章《運動和力》是初中階段力學的主要內容，內容雖然不多，但難度對于初中學生來說是較大的，特別是一些深層次的問題。如何才能有效地學好力學內容，一個重要的方法就是利用好物理模型。力學中物理模型在初中教材中并未提及，但是經常用到，下面就對初中階段力學中用到的物理模型做一介紹并在應用中討論分析，以便對其有一個深入全面的了解。
一、物理模型的概念
在面對復雜多變的物理現象時，人們總是遵循一條重要的原則，即從簡到繁，先易后難，循序漸進，層層深入。根據這個原則，人們把復雜的問題轉化或分解成比較簡單的問題?；谶@樣一個思維過程，就創(chuàng)建了物理模型。物理學上研究的實際問題往往比較復雜，對實際問題進行科學抽象的處理，舍棄次要因素，抓住主要因素，用一種能反映本質特性的理想物體或過程，去描述實際的物體或過程。這一理想的物體或過程稱之為物理模型。例如質點，它是一個沒有大小和形狀，只有質量的點。這樣的點實際上是不存在的，物體再小，總有一定的大小和形狀。但當物體的形狀、大小及自身的轉動情況相對于我們研究的問題可以忽略時，我們就把物體理想化為只有質量的點，即質點。如研究地球繞太陽公轉時，由于地球大小相較日地距離小得多，因此地球的大小、形狀、轉動情況都可以忽略掉，就可以把地球看成質點。但當研究地球自轉時，地球上各點轉動情況各不相同，它的大小、形狀就不能忽略，就不能把地球當質點來看。又如，研究人在水平地面的受力情況，往往將空氣浮力忽略，因為空氣對人的浮力相對人的重力要小得多，這時就可以忽略空氣對人的浮力，這就是理想化的過程，也是一種物理模型。但是如果研究氣球這樣的物體，由于空氣浮力與重力在差不多同一數量級上，這時空氣浮力就不能忽略掉?？梢?，物理模型就是一種理想化的物體或過程，具有高度的抽象性，能反映事物或過程的本質，但從上面例子也可以看出，物理模型也具有相對性和科學性，并不是任何情況下都可以將物體或過程用一定的物理模型來解決。因此，物理模型是理想化與科學性的統(tǒng)一。
二、物理模型的分類及應用
物理模型根據分類依據的不同，研究者們有不同的分類，如汪崇渝將物理模型分為：（1）實物模型，即采用物質手段反映與客觀事物（原型）相似關系的實體，如飛機、火箭模型等;（2）理論模型，通常是假說的形式，也可稱為物理理論假設，是人們在還搞不清事物的本質、結構、規(guī)律時，以實驗事實和物理思維為基礎，提出假說而建立的物理模型;（3）理想模型，是根據研究對象和問題的特點，抓住主要的、本質的因素，建立的一個易于研究并能反映研究對象主要特征的新形象。David Hestenes認為，物理模型是對物理系統(tǒng)結構的表征，按其所描述的物理系統(tǒng)的結構類型（系統(tǒng)結構、幾何結構、時間結構、相互作用結構），將物理模型分為三種：（1）幾何模型，描述系統(tǒng)相對參照系的位置和系統(tǒng)內部的位形;（2）過程模型，描述系統(tǒng)狀態(tài)變量隨時間的變化情況;（3）相互作用模型，將系統(tǒng)與外界的相互作用變量表示為系統(tǒng)的狀態(tài)變量的函數。禹雙青將物理模型分為公式模型、圖表模型、結構模型，如麥克斯韋電磁場方程組、力的圖示、晶體空間點陣結構等分屬其類。汪崇渝將理想模型分為：（1）對象模型，指代替研究對象實體的理想化物理模型，如質點等;（2）過程模型，是將實際物理過程的次要因素忽略，只考慮主要因素的作用所引起的變化過程，如自由落體運動等;（3）條件模型，是把研究對象所處的外部條件理想化后所建立的模型，如光滑平面等。本文就采用汪崇渝的三分法，將物理模型分為對象模型、過程模型和條件模型三類。下面僅就初中階段力學方面用到的物理模型介紹并舉例加以應用。
1.對象模型
（1）質點
質點是初中階段力學中最重要的物理模型，浙教版《科學》教科書中并未提及，但是在力學中卻時時刻刻在運用。上面已經說過，質點是一個可以忽略它的大小、形狀及自身轉動情況的有質量的點，它的這種理想化在應用中概括起來主要有三個方面的作用：
①在力的示意圖與受力分析的應用
例1：一物體A受到10N豎直向上的拉力，拉力作用在物體的上方，做這個拉力的示意圖。
分析：A受到的拉力示意圖應該如圖1（a）所示，而假如物體A可以看成質點的話，圖1（b）、圖1（c）其實是等同的。質點忽略物體的形狀、大小，即它的形狀大小不一定就是物體真實的形狀或是簡圖，事實上我們經常把物體簡化，如一個人、一條船、一架直升機單獨出來時，就簡化成一個方形，再加上文字注明（當然物體不復雜時，我們盡量畫物體本身的形狀，這主要是形象認知的問題）。這時物體濃縮成了一個點，即質點，一個與物體相同質量的點，力的作用點可以畫在這個點上，所以圖1（b）是與圖1（a）等同的。當物體可以看作質點時，雖然物體已濃縮成質點了，但經常我們加一個方形來代表物體，這主要可能考慮一個點不容易看清的問題。通過以上分析，如果物體可以看成質點，圖1（a）（b）（c）是等同的，而且我們經常用的是圖1（b），這在對物體進行受力分析時體現得更加明顯，如圖2。
例2：一小車在水平面上受到水平拉力F做勻速直線運動，試對小車進行受力分析。
分析：如果按標準的力的示意圖做出各個力應該如圖a所示，水平拉力F的作用點為點C，重力G的作用點為點A，支持力N與摩擦力f的作用點為點B。事實上，這樣的圖既麻煩，作用點又由于會有重疊部分而看不清，更重要的是會發(fā)生錯誤。假如水車的受力情況真如圖a所示，那么小車會因力矩不平衡而轉動起來，它們并不是共點力。真實中的小車受力情況要復雜得多，也不可能就如圖a中一樣。其實，我們在教學操作中，就是把小車當成質點來處理。如果我們把小車看成質點，那么受力分析情況就如圖b所示，這些力的作用點都在一點上。這樣就簡化為共點力的平衡，而且不需要考慮力矩的問題。事實上初中階段對于大多數的物體，都不需要考慮或者忽略物體轉動（即忽略力矩的作用），我們都可以把它當作質點來處理。初中階段需要考慮力矩基本上只有杠桿，當然一些特殊情況也存在，也不能將物體看成質點，這些特殊情況將在下面舉例中提到。
由上可知，在力的示意圖或受力分析時把物體當成質點來處理，抓住物體的主要因素，忽略次要因素，是我們教學中普遍采用的方法，也省去一些不必要的麻煩，更符合初中階段的認知規(guī)律，不會覺得太過于復雜。
②無須考慮物體受到的力矩
上面提到初中階段杠桿問題要用到力矩，即不能把杠桿問題中的物體看成質點，其他大部分情況我們都把物體看成質點來處理。所以把物體看成質點的另一個好處就是不需要考慮它的力矩問題，即認為物體受到的是共點力，力的作用線都通過質點。但是有一些特殊情況，看上去不像杠桿問題（其實算是杠桿問題，或者更精確地說物體轉動問題，杠桿問題其實就是轉動問題），其實并不能把物體看成質點，但在我們的教學工作中經常被忽略，當成質點來處理，如圖3。
例3：一個質量為2kg的木塊A夾在甲乙兩塊固定的木板間，木板甲對木塊A的壓力為20N，木塊A勻速向下運動，求木板與木塊A之間的摩擦力。
分析：這道題往往先入為主將A受到甲乙兩板的摩擦力看成是相同大小的，然后再根據平衡力求解，得到f=G/2，這其實已將A看成質點來處理了。但事實上，這種情況下，我們一般不將A看成質點，而且甲乙兩板對A的摩擦力也不一定相等，題中未給出。此時，除了要考慮力的平衡外，還要考慮力矩的平衡。一個做勻速直線運動的物體，必然滿足合外力等于0和合外力矩等于0，即滿足動量守恒和角動量守恒。假設甲板到A重心之間的距離為L甲，乙板到A重心之間的距離為L乙。由于支點的選擇具有任意性，選擇重心為支點，則有：
力的平衡：f甲+f乙=G
力矩平衡：f甲L甲-f乙L乙=0
若A是質量均勻的物體，重心在幾何中心，有L甲=L乙，則f甲=f乙=1/2G，說明一般情況下重心在幾何中心，的確兩邊的摩擦力是相等的。但不能先入為主地認為，兩邊的摩擦力必然相等。換言之，若A的重心不在幾何中心，那就意味著兩邊的摩擦力是不相等的。因此，這樣的情況下不能把物體看成質點。再深層次考慮，若A的重心在幾何中心，而甲乙兩板動摩擦因素是不同的，這樣情況就復雜了。那就意味著A下滑時兩邊的滑動摩擦力是不同的，則會產生力矩，使A轉動起來，但A被甲乙兩板限制，可能會有微小轉動，而使壓力方向大小調整。但若A還能勻速下滑，最后必然還是滿足合外力等于0及合外力矩等于0。因此對于這樣的問題，我們就不能簡單地將物體看成質點。
③空間位置的確認性
在處理運動學問題時，伴隨著物置的變化。若物體可以看成質點來處理，某時刻它的空間坐標上具有確認唯一性，因此處理起來就會簡單得多。但在實際問題中，如火車過大橋，我們并不能把火車當成質點來處理（其實它可以看成質點系）。由于火車上每一質點的運動狀態(tài)始終是相同的，是一種平動，這里就不再展開?？傊?，質點的引入，對于運動學的計算也帶來了方便。
由上可知，當物體可以看成質點時，即可以忽略其大小形狀及主轉動情況時，我們把物體看成質點來處理，在力學受力分析與運動學計算中都極大地帶來了方便。
（2）剛性繩
剛性繩是指繩或線拉伸產生拉力時，不計線的伸長，即認為線中張力變化在瞬間完成，而線不能伸長的一種理想化的物理模型，如細鋼線、細線可以看作剛性繩。在初中力學中雖未提及，但已經有剛性繩的應用，如下圖4。
例4：兩個相同的小球分別用橡皮筋和細線吊在支架上，靜止時兩球都處于相同高度A，現將兩小球都抬至B高度釋放，問橡皮筋和細線是否會斷？
分析：橡皮筋是一種彈性繩，細線是一種剛性繩，彈性繩受力時可以伸長，但剛性繩受力時不可伸長。當小球從B釋放下落至A點時，小球有一定的速度，還要繼續(xù)下降，由于彈性繩可以伸長，伸長過程中拉力變大，小球將減速，只要不超過橡皮筋受力的上限，它不會斷。但細線是剛性繩，小球到A點后還要繼續(xù)下降，但細線不可伸長，瞬間超過細線拉力承受范圍而被拉斷。實際中，細線不一定斷，那是因為完全意義上的剛性繩并不存在，受力時總會有微小的形變;還有球的質量，下落的速度等因素，但引入剛性繩這一物理模型，對我們研究相關問題帶來方便，事實上，細線、細鋼線受力時是幾乎不可伸長的，這就是物理模型的科學性。
（3）輕繩、輕桿、輕彈簧、輕滑輪
指不計其質量與質量有關的重力、動量、動能等。初中力學中我們也有接觸，忽略其質量或重力，這也是一種理想化的物理模型，這里就不再舉例。
2.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稱為過程模型。勻速直線運動就是一種理想化的過程模型，實際中速度大小和方向都不變的運動并不存在，但有些運動，如平直公路行駛的汽車速度變化很小，可以近似看作勻速直線運動。勻速直線運動是最簡單的機械運動，這一過程模型具有十分重要的意義，是我們進入運動學的基礎。下面再來看一道例題：
例5：從高空下落的雨滴受到的空氣阻力的大小與其速度的平方成正比。一滴質量為5g的雨滴從高空下落時，所受到的最大阻力f為多少N，此后雨滴做什么運動？
分析：雨滴一開始是靜止的，受到重力作用而加速下降，速度不斷增大，由于空氣阻力的大小與其速度的平方成正比，空氣阻力也不斷增大，當增大到與重力相等時，雨滴受力平衡，做勻速直線運動，速度不再變化，阻力也不再變化，所以一直做勻速直線運動。速度最大時，阻力最大，f=G。事實上，實際的過程要復雜得多，可能受到風力影響，雨滴質量可能會變化，空氣阻力不穩(wěn)定等，最后也并一定做勻速直線運動，但忽略這些次要因素，理想化這一過程模型，對我們研究就帶來很多方便。真實的過程可以通過實驗測定對這一理想過程真以修正，事實上，很多物理過程就是在理想過程基礎上加以修正得到的。如低溫高壓下的氣體，不符合理想氣體狀態(tài)方程，但是當人們從分子占有體積和分子間相互作用力對理想氣體狀態(tài)方程加以修正，用來處理真實氣體，就能與實驗符合得很好。
3.條件模型
初中力學中用到最多的條件模型就是光滑平面，指不計一切摩擦阻力的平面。真實中并不存在這樣的平面，但對于摩擦系數很小的平面我們就可以理想化為光滑平面。在教材牛頓第一運動定律的假想實驗中，我們就假想如果存在這種光滑平面的話，小車將一直運動下去。所以光滑平面這一條件模型對于我們研究很多力學問題有著重要的作用。在實際問題中，假如材料的摩擦系數很小，摩擦力相對其它受到的力小得多時，我們可以將條件理想化為光滑平面，這就是模型帶來的簡便。
三、物理模型研究法是一種重要的科學方法
理想物理模型的研究方法的好處：第一，可能使問題的處理簡化而又不會有大的偏差;第二，對理想化的物體或過程進行研究的結果，加以適當的修正，即可用于處理實際情況下的物理問題?？茖W的理想化不同于無根據的幻想，而是有客觀依據的。通過具體事例的比較，使學生認識理想化要有客觀根據，對培養(yǎng)學生掌握理想化方法是必要的。另外，還應讓學生認識到：在一定理想化條件下得出的規(guī)律，只有在（或者非常接近）這些條件下適用。理想實驗是人們在思想中塑造的理想過程，實際上是做不到的。論證牛頓第一運動定律的假想實驗：在無摩擦情況下，從斜面滾下的小球將以恒定速度在無限長的水平面上永遠不停地運動下去，是物理學史著名的理想實驗。理想實驗是在真實實驗基礎上，抓住主要因素，忽略次要因素，對過程進一步分析推理。因此，理想化模型的研究方法是研究物理現象和問題的重要方法。
四、物理模型教學中的策略
初中生對于物理模型這個概念不熟悉，如果一味強調質點是什么，剛性繩是什么，光滑平面是什么，學生并不能很好地掌握，因此要在應用中認識物理模型。學生其實不知不覺地在利用物理模型來解決問題，當他們認識到自己在運用物理模型，就會思考這個物理模型適用條件是什么，這樣才是真正認識到模型的內涵，也才能更有效地學習力學知識。因此，我認為物理模型對于初中生的教學策略是在應用中認識，這也符合初中生的認知特點。
參考文獻：
1.朱清時.科學（七年級下冊）.浙江教育出版社，2013.
2.諸葛向彬.工程物理學（第二版）.浙江大學出版社，2003.
3.李春生.物理模型方法淺談.物理教育，1996.
4.閻金鐸，段金梅，續(xù)佩君，霍立林.物理教學論.江蘇教育出版社，1990.
5.王瑞旦，宋善炎.物理方法論.中南大學出版社，2002.
6.汪崇渝.高中學生建立物理模型的探究式教學探究.西南師范大學，2001.
7.禹雙青.物理模型方法學習策略探討.湖南師范大學，2005.
8.彭森.中學物理模型教學研究.江西師范大學，2004.
【關鍵詞】初中物理；高中物理；過渡
一、高中與初中物理教學的梯度
1.初、高中物理教學方法與教材的梯度
初中物理教學是以觀察、實驗為基礎，使學生了解力學、熱學、聲學、光學、電學和原子物理學的初步知識以及實際應用，比較生動具體，容易理解和掌握。高中物理教學則是采用觀察實驗、抽象思維和數學方法相結合，對物理現象進行模型抽象和數學化描述，要求通過抽象概括、想象假說、邏輯推理來揭示物理現象的本質和變化規(guī)律，能力要求較高，比初中物理抽象許多。
2.初、高中物理思維能力的梯度
初中物理教學以直觀教學為主，在學生的思維活動中呈現的是一個個具體的物理形象和現象，所以初中學生物理知識的獲得是建立在形象思維的基礎之上；
而在高中，較多地是在抽象的基礎上進行概括，在學生的思維活動中呈現的是經過抽象概括的物理模型。
3.學生學習方法與學習習慣不適應高中物理教學要求
由于初中物理內容少，問題簡單，講解例題和練習多，課后學生只要背背概念、公式，考試就很容易了。而高中物理內容多，難度大，課堂密度高，各部分知識相關聯(lián)，有的學生仍采用初中的那一套方法對待高中的物理學習，結果是學了一大堆公式，雖然背得很熟，但一用起來，就不知從何下手，從而心理上造成對物理的恐懼。
二、如何搞好初、高中物理教學的合理過渡
1.高中物理教師要重視教材與教法研究
高中物理教師要研究初中物理教材，了解初中物理教學方法和教材結構，知道初中學生學過哪些知識，掌握到什么水平以及獲取這些知識的途徑，在此基礎上根據高中物理教材和學生狀況分析、研究高中教學難點，設置合理的教學層次、實施適當的教學方法，降低“階差”，保護學生物理學習的積極性，使學生樹立起學好物理的信心。
2.高中物理教師要適時恰當地選用多媒體來輔助教學
在高中物理教學中，適時恰當地選用多媒體來輔助教學，以逼真、生動的畫面，動聽悅耳的音響來創(chuàng)造教學的文體化情景，使抽象的教學內容具體化、清晰化，使學生的思維活躍，興趣盎然地參與教學活動，使其重視實踐操作，科學地記憶知識，并且有助于學生發(fā)揮學習的主動性，積極思考，使教師以教為主變成學生以學為主，從而提高教學質量，優(yōu)化教學過程，增強教學效果。使原本抽象的物理知識形象化、生活化，符合高一學生的思維特點，使學生不僅掌握數學知識，而且喜歡這門學科。
3.教學中要堅持循序漸進
高中物理教學大綱所指出：教學中應注意循序漸進，知識要逐步擴展和加深，能力要逐步提高。高中教學應以初中知識為教學的“生長點”逐步擴展和加深；教材的呈現要難易適當，要根據學生知識的逐漸積累和能力的不斷提高，讓教學內容在不同階段重復出現，逐漸擴大范圍和深廣度。
4.重視學生物理思維的建立與物理方法的訓練
物理思維的建立與物理方法訓練的重要途徑是講解物理習題。講解習題要注意解題思路和解題方法的指導，有計劃地逐步提高學生分析解決物理問題的能力。講解習題時，要把重點放在物理過程的分析，并把物理^程圖景化，讓學生建立正確的物理模型，形成清晰的物理過程。
中學物理教學中常用的研究方法是：確定研究對象，對研究對象進行簡化建立物理模型，在一定范圍內研究物理模型，分析總結得出規(guī)律，討論規(guī)律的適用范圍及條件。例如：平行四邊形法則、牛頓第一定律的建立都是如此。建立物理模型是培養(yǎng)抽象思維能力、建立形象思維的重要途徑。
5.要加強學生良好學習習慣的培養(yǎng)
培養(yǎng)學生良好的學習習慣是教育的一個重要目的，也是培養(yǎng)學生能力、實現教學目標的重要保證。
首先是要培養(yǎng)學生獨立思考的習慣。獨立思考是學好知識的前提。學習物理要重在理解，只是教師講解，而學生沒有經過獨立思考，就不可能很好地消化所學知識，不可能真正想清其中的道理，從而更好地掌握它。
其次要培養(yǎng)學生自學能力，使其具有終身學習的能力。閱讀是提高自學能力的重要途徑，閱讀是對學生進行智育的重要手段。學生對學習感到越困難就越需要閱讀 ，正象敏感度差的照相底片需要較長時間曝光一樣，學生的頭腦也需要科學知識之光給予更鮮明、更長久的照耀。閱讀物理教材不能一掃而過，而應潛心研讀，邊讀邊思考，挖掘提煉、對重要內容反復推敲，對重要概念和規(guī)律要在理解的基礎上熟練記憶，養(yǎng)成遇到問題能夠獨立思考以及通過閱讀教材、查閱有關書籍和資料的習慣。
還要培養(yǎng)學生良好的思維習慣。通過課堂提問和分析論述題，培養(yǎng)學生根據物理概念與規(guī)律分析解答物理問題、認識物理現象的習慣，要求學生“講理”而不是僅憑直覺。通過課堂上教師對例題的分析和學生分析、討論、解答物理題，使學生注重物理過程的分析，養(yǎng)成先分析再解題的習慣。嚴格做題規(guī)范，從中體會物理的思維方法，養(yǎng)成物理的思維習慣。
[中圖分類號]：G633.7 [文獻標識碼]：A
[文章編號]：1002-2139（2013）-2--01
許多學生從初中升入高中時都會有這樣的體會那就是上物理課時都能聽得懂但是在做題時卻會遇到很大的困難，甚至與我們在書本上所學的東西有一些脫節(jié)，這令很多剛接觸高中物理的新生非常困惑與此同時物理的學習成績會較初中也會有大幅度的下降。這樣會出現對高中物理的畏難情緒與倦怠情緒這對高中物理的學習十分不利。其實要解決這些問題是有辦法的，我們只要了解了高中物理與初中物理的區(qū)別并及時調整學習方法和策略就可以做好初中物理與高中物理學習的銜接。俗話說萬事開頭難我們只要做好了高中和初中物理的銜接這也就意味著我們高中物理學習的平臺已經搭建起來了，隨之我們才能談及對高中物理學習的興趣。
一、高中物理與初中物理的特點
剛從初中升入高中的新同學來說，高中物理的學習是一大難點，這是因為高中物理相對初中物理來說有一些不同的特點，其一，初中物理主要以現象研究為主，研究的問題比較直觀常止步于定性的研究，即使有定量的研究也只要求運用所學的知識來分析解決實際問題，對思維層面沒有更高的要求。高中物理較初中物理來說難度更大、內容更多、靈活性更強、深度更深、對思維的層面要求很高并且要求精確的定量的計算；其二，初中物理以形象思維為主、通常從熟悉、具體、直觀的自然現象和演示入手建立物理概念和規(guī)律。高中物理則以理想模型代替直觀現象入手通過邏輯判斷和抽象思維建立概念和規(guī)律，高中物理的思維方式較多地強調應用科學概念和原理進行深刻的邏輯思維和抽象思維，這一點在初中物理很少涉及到；其三，高中物理的過程和現象都比初中物理較復雜，且高中物理與數學的聯(lián)系的要求也比初中物理更高。
二、給高一新生學習物理的一些建議：
1、記好筆記，理清條理。
有一部分同學認為物理這樣理科性的學科不需要記筆記，這種認識是極端錯誤的，因為對物理的概念和定理老師往往會適當的進行加深和支解，這樣會出現很多在書本上無法直接獲得的知識，不記筆記很易忘記，再者在物理學習的過程中老師會針對概念附以例題以便有針對性的理解，在教學過程中老師還經常會利用經典例題來讓學生建立物理模型，如果這些東西我們都能夠做好筆記，并且隨時溫習之可以幫助我們更加準確理解物理概念和定理，使物理的學習更加有條理性，可達到“立主腦、去枝蔓”的效果，記好筆記物理學習的第一步我們就已經邁開了。
那么物理筆記應該如何記呢？記什么呢？這也是困擾同學們的一個重要問題。我認為首先我們要明確記筆記的目的是實用性和條理性，以便于我們我們能更好的理解概念和課后復習。有的同學一味追求筆記的完整性，過多地考慮筆記的形式，甚至想記錄下老師所講的每一句話每一個題，這樣為做筆記而做筆記的后果常常會忽略聽課的效果；有的學生課后不整理，不翻閱筆記，這就失去了記筆記的目的。記課堂筆記不是目的，目的是幫助理解學習內容，有利于復習和記憶知識。課堂筆記要用自己的話，把老師講的重點記下來，書本上有的少記或不記，書上沒有的多記，尤其要重視記下分析解決問題的典型思路和方法技巧等，讓筆記成為自己的探索新知識的激發(fā)點。課后要及時整理筆記。整理筆記的過程，既是加深理解的過程，也是復習鞏固的過程。如果還沒有掌握記筆記的方法，聽課和筆記發(fā)生矛盾時要把聽好課放在首位，下課后再參照同學的筆記補起來。
2、熟記公式和定理，理解公式和定理的內涵
公式和定理是高中物理應用的理論源泉，若沒有公式和定理，我們的解題就沒有了理論依據，所以必須熟記。我們不能在應用的過程中現場推導，這樣會增加題目的難度，降低解題效率。對于推導的過程我們只需要了解就可以了，對公式和定理的記憶我們一方面要求大家全面熟記，另一方面又要求大家在熟記以后從死板教條的記憶中解脫出來。也就是所我們不能為記憶而記憶，我們必須在熟記基礎上深刻理解和挖掘公式和定理的內涵，也就是說記憶是手段而理解和挖掘內涵才是目的，比如在學習利用平行四邊形定則和正交分解法解決平衡問題時我們首先要弄清楚平行四邊形和正交分解法的定義，但最終我們還要充分理解其內涵：首先不管是平行四邊形法還是正交分解法實際上都可以歸結為平行四變形法，只不過正交分解法中的平行四邊形是矩形而已，這是因為在矩形中可以更方便利用三角函數解題。同時我們還要理解不管我們使用平行四邊形法還是正交分解法其實都是將多力平衡問題轉化為二力平衡問題即達到化“繁”為“簡”的目的。
3、以經典題目為線條建立物理模型。
在學習高中物理的過程中，若我們只是將每個題目孤立起來看待，那么我們很容易深陷題海，苦不堪言。但我們對每一章的題目仔細分析，我們就不難發(fā)現其中有很多題目是出自于同一種模型和同一種思想，所以我們可以將經典的、可以建立模型的題目羅列在一起，做熟做透，再輔之以針對性的訓練，就可以將這些模型深深的刻在我們的腦海里。我們學會分析問題和解決問題的方法增強解題能力比單純的接受知識更加重要，這就是我們常說的“受之以魚，不如受之以漁”的道理。比如我們在學習萬有引力與航天這一節(jié)時我們就必須研究透徹兩種經典物理模型：1、把天體運動看作是勻速圓周運動的模型即中心天體體系（一個天體以某一天體為中心做勻速圓周運動）2、一物體在某天體表面上受到的重力與萬有引力的關系的模型即非中心天體體系。這兩種題型形成解決萬有引力與航天這一節(jié)的基本題型，這一節(jié)的大部分題目都可以由這兩種物理模型來解決或者從中受到啟發(fā)。只要我們將每一章像這樣的物理模型能建立起來就可以起到舉一反觸類旁通的效果。
4、適量的定時練習。
物理模型建立以后必須要有定時定量的練習以驗證模型的正確性和適用性，同時通過訓練加深對模型的理解。在模型中可能還有一些不適用或者有變化的地方，也可以通過不斷的練習加以判別。題目必須是精選的，題型較活，有淺有深，并且要求有一定的題量。這就是我們常說的從“量變”到“質變”的過程。
初中物理概念有很大一部分可以從字面得到解釋，對于這些概念，學生可以從字面含義出發(fā)，斟字酌句，由淺入深．比如:磁感線，磁－磁場，感－感應，線－曲線，即感應磁場的曲線．再比如:勻速直線運動，勻－均勻，速－速度，即速度均勻不變的運動．進一步延伸則表示在一條直線中，加速度不變的運動．在解釋字面意思的時候，要讓學生了解相同的詞在不同的概念中不一定具有相同的意思．學生在斟字酌句的時候，經常會陷入迷茫的死胡同．此時，就需要拓寬視野，發(fā)揮想象．如“勻速圓周運動”中的“勻速”和“勻速直線運動”中的“勻速”，大部分學生在看到這兩個概念中的“勻速”時都覺得應該是速度不變的，實則不然，“勻速圓周運動”中的“勻速”是指物體運動的速率大小不變，但運動的方向時刻改變，而“勻速直線運動”中的“勻速”是指物體運動的速率大小不變．因此，學生在從字面上理解概念的含義時，一定要確保詞義的正確理解．
二、從區(qū)別中尋找聯(lián)系學習物理概念
要想真正的理解物理概念，就要學會把相似的概念放到一起進行分析比較，找到相似概念之間的區(qū)別和聯(lián)系，進而加深對物理概念的理解．比如速度和速率兩個概念一直是初中物理教學中的重難點，有些學生在學習完初中物理教材之后也不能完全的理解這兩個概念的區(qū)別和聯(lián)系，因而剛接觸這兩個概念時，就要做出明確的區(qū)分．教師首先要讓學生明確二者的不同點．速度有大小和方向，是矢量，而速率只有大小沒有方向，是標量;速度與位移相聯(lián)系，平均速度即單位時間內的位移，是矢量，而速率與路程相聯(lián)系，平均速率是單位時間內的路程，是標量．但是二者之間也有著不可分割的聯(lián)系．在勻速直線運動中或者是變速運動中的瞬時速度的大小等于速率的大小．由此，學生通過對二者的比較，更加深入的理解了速度和速率這兩個概念．
三、利用理想模型強化物理概念
理想模型在初中物理教學中起著重要的作用．它是指忽略了研究對象的次要因素，抓住主要因素，即研究對象的本質問題，或者是在一個研究系統(tǒng)中，忽略了研究對象本身并不影響研究系統(tǒng)效果的次要因素．理想模型通常將研究對象化繁為簡，有利于更直觀形象的理解物理概念．比如我們所熟知的點電荷的概念．很多學生剛接觸點電荷的概念時并不能快速的描繪出點電荷的樣子，學生的腦中，電荷往往是雜亂無章、看不見、摸不到的，它們毫無規(guī)律的運動著，但是隨著不斷的研究會發(fā)現:在一個研究系統(tǒng)中，我們只關心點電荷電荷量的多少，因此完全可以忽視電荷的質量、大小、形狀和電荷的分布情況，把這些電荷看成簡單的集合點，就稱為點電荷．如此，學生便在腦中建立了點電荷的理想模型，理想模型的建立為學生進一步理解物理概念提供了有效的方法．
四、巧用多媒體領會物理概念
多媒體在物理教學中的應用給物理教學帶來極大的便利，多媒體教學可以使學生看到原本看不到的東西，聽到原本聽不到的聲音，讓這些抽象和難以想象的物理概念變得形象而直觀．例如教師在教學靜電的概念時，可以用多媒體播放一些生活中靜電的案例，如用剛梳過頭發(fā)的梳子去吸引紙屑的場景和夜里脫毛衣的場景，不僅可以讓學生充分感受到生活中的靜電事例，而且可以激發(fā)學生對物理的興趣，起到一舉兩得的作用．再例如，教師在講解電流的概念時，可以調用電流產生和運動的模擬動畫，讓學生清楚的看到電流的產生及運動過程，幫助學生理解電流的計算公式和電流的微觀表達式．所以巧用多媒體教學可以在保證物理教學有質有量完成的同時，也進一步提高了物理課堂教學的效率．
[關鍵詞]初中物理；物理思維；建立模型思維；控制變量思維
一、建立模型思維方法
物理模型法是人們?yōu)榱朔奖阊芯课锢韱栴}和探討物理事物的本身而對研究對象所作的一種簡化描述。理想化的物理模型既是物理學賴以建立的基本思想方法，也是物理學在應用中解決實際問題的重要途徑和方法，這種方法的思維過程要求學生在分析實際問題中研究對象的條件、物理過程的特征，建立與之相適應的物理模型，通過模型思維進行推理。利用建立模型思維方法解題，思維方式可以歸納為：文字感知———物理現象———物理模型———已有知識模型———解答。例1：少林功夫名揚天下，“二指禪”絕活令人稱奇，表演時，人體倒立，只用中指和食指支撐全身的重量，這時兩手指對地面的壓強最接近于pa.解答時通過文字感知，求的是人倒立時二個手指對地面的壓強?，F象就是人倒立在地面上，兩根手指接觸地面。頭腦中抽象概括為求固體壓強模型，回憶已有的求固體壓強模型，壓力除以受力面積，兩者對接后，進一步思考物體對地面的壓力等于重力，每根手指表面積約一平方厘米。P=F/S=G/S=600N/2×10-4m2=3000pa.由例題可以看出，物理模型是通過對文字理解概括，抽象后而建立的。建立物理模型要根據所研究的問題，突出研究對象的主要因素，忽略其次要因素，將研究對象簡略化、理想化，并要和已有知識模型相對接后進行解答。例2：在容器中放一個上、下底面積均為10cm2,高為5cm2,體積為80cm3的均勻對稱的石鼓,其下底面積與容器底部緊密接觸,容器中水面與石鼓上底面齊平,則石鼓受到的浮力是多少牛？通過對文字理解,求水中石鼓受到的浮力，已知物體的體積，很容易和已有的求浮力模型F浮=ρgv排建立起聯(lián)系，進而想到V排=V物，然后解答，但這種思路是錯誤的。讀題時要注意理解“其下底面積與容器底部緊密接觸”這句話，讀這句時反應出物體和容器底部之間沒有水，思考浮力的實質是上下表面的壓力差，底部沒有水是沒有浮力的模型。進一步分析所受浮力部分應該是全部體積減去中間圓柱體部分后剩下的體積，即V排=V剩=V總－V柱。再根據F=ρgv排=ρgv剩，可以解出所受浮力是0.3N。所以，在解題時文字感知一定要細致具體，物理情景要理解準確，抽象出來的物理模型才能正確。在理解過程中要忽略次要現象，抓住主要現象，深入思考現象引發(fā)的問題，通過嚴密的邏輯思維建立正確的模型，解答才能正確。在教學中，應該使學生初步了解建立物理模型的意義及建立的過程，注意在日常教學中強化這種建立物理模型的思維，使學生在潛移默化中提高利用模型處理物理問題的能力。這是培養(yǎng)物理思維能力的重要途徑。
