常用的三种初中物理模型的建立，本文主要内容关键词为：三种论文,模型论文,物理论文,初中论文,常用论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
用物理知识解决实际问题的过程就是把实际问题转化为课堂和教材上我们熟悉的物理模型加以解决的过程。物理学常常把实际的问题或实际的过程抽象成“物理模型”，从本质上说，分析和解答物理问题的过程，就是识别和还原物理模型的过程。要善于根据实际问题的具体特点，确定用哪种物理模型，从而找到解决问题的方法。初中物理解题中，一般用到以下三种物理模型。
一、光学问题常用的物理模型——光的反射和折射定律
生活中许多求路径问题的物理模型的建立都利用了光的反射和折射规律。若能借助光线的反射或折射规律确定两点间的路线，问题便很容易解决了。
例1 打台球是很多人喜欢的运动，如图1甲是打球过程中某时三个球的状态，请你运用光学知识画出打击A球，击中C球进袋的示意图。（注：若碰击B球要罚分）
解析 台球桌左、右两边都可看成平面镜，碰撞后A、C球运动的路线符合光的反射定律，因此，要利用光的反射定律确定A、C球运动的路线。
根据平面镜成像特点，分别以台球桌左、右两边为平面镜做出A的像点A′和A″，连接A′与左上口袋的连线A′E，A″与右上口袋的连接A″D，A′E、A″D与桌边的交点O就是入射点，连接AO、OE（或OD），则分别为入射光线和反射光线，如图1乙和丙所示。对比图1乙、丙可知，只有向台球桌左边打击A球，才能将C球击入台球桌的右上口袋内，向右打击A球，不能将C球击入口袋内。
由此可见，台球打击A球击中C球进袋路线的物理模型的建立利用的是光的反射规律。
例2 如图2所示，小明从家A点到学校C点必须经过一片平地和沙地（平地行走速度大于沙地行走速度），他应选择怎样的路径最快捷？小明利用光学知识确定应从________处由平地进入沙地（选填“B点”、“B点左侧”或“B点右侧”），请你大致画出他的行进路线。
解析 由于光在两种不同的物质中传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。同样小明在平地行走的速度大于在沙地行走的速度，与光从空气射入水中相似，根据光的折射规律确定光从A点到C点的光路AOC，就是小明从A点到C点最快捷的路径。故小明进入沙地的位置就是光线的入射点O，在B点的右侧，如图2所示。
可见，小明最快捷行进路线的物理模型的建立利用的是光的折射规律。
现实生活中，当面临两地之间最佳路径的选择时，最佳路径往往指最省时路径，而不一定是最短路径。这类实际问题的物理模型的建立利用的是光的反射、折射规律，若能借助光的反射、折射规律确定行走路线，就是选择了最省时的极值路程。
二、力学问题常用的物理模型——杠杆的平衡条件
生活中很多问题的物理模型的建立都利用了杠杆的平衡条件。若能从这些实际问题中，抽象出杠杆模型，确定出支点和力臂，就能将实际问题转化成我们熟知的杠杆平衡条件问题来解决了。
例3 小芳家里新买了一台电热水器，从用户手册中，她获得了以下资料，如下页表1和表2。请根据这些资料完成相应的计算。
（1）图3为安装示意图，安装时要将L形挂钩用膨胀螺钉固定在承重墙上，上表是热水器的部分数据，请估算L形挂钩受到的最大向下拉力F及此时膨胀螺钉与承重墙体间的摩擦力f。
（2）这台热水器共有三挡加热功率，销售人员曾介绍说：热水器内部有两个加热管。请你根据销售人员的介绍，猜测并画出内部加热电路的主要结构（简化的等效电路图）。然后依据你的猜想，计算出每个加热管的电阻值。
解析 分析安装好的电热水器的受力情况，电热水器挂在L形挂钩上时，其受力情况如图4所示。竖直方向受重力
和挂钩向上的拉力F作用；水平方向受膨胀螺钉向左的拉力（等于膨胀螺钉与承重墙间的摩擦力f）和墙壁向右的支持力N作用。电热水器总重为
由于热水器竖直、水平方向上的两个力都不在同一直线上，决定了热水器不仅受竖直方向上的两个力，而且水平方向上的两个力也是必须存在的。即膨胀螺钉不仅要承担L形挂钩向下的拉力，还必须与承重墙体间存在一定的摩擦力，墙壁也必须对热水器的下端有向外的支持力，这在安装热水器时，是一定要注意的。
所以，电热水器安装在墙上的物理模型的建立利用了杠杆的平衡条件；有三挡加热功率的加热电路的物理模型为两个电阻的并联电路。
三、电学问题常用的物理模型——两个电阻的串并联电路
复杂的电路计算题可以根据开关的通断或滑动变阻器的滑动，把原来由多个用电器组成的复杂电路分解成我们熟悉的只有两个电阻串并联的模型电路来解决。
所以，复杂的电学问题能够利用分解法分解成几个只含有两个电阻串并联电路模型的简单问题来解决。
用所学知识解决实际问题的关键就是构建物理模型，而实际中的物理问题往往是错综复杂的，物理实质常常隐蔽在某些现象之中。它往往不会明确给出条件，也不会告诉哪些条件有用，哪些条件没用。生活中的大部分问题，并不是建立一种物理模型、追求一个“最佳”答案就结束了的。生活问题是深奥的，有很多可供选择的模型，有的甚至没有最终答案。我们只有在观察、思考的基础上实现实际问题向物理模型的转化，才能拓宽我们应用物理知识的领域，提高我们应用知识的能力和水平，才能将知识理解得更深刻，应用得更灵活。实际问题的最终解决，必须依靠物理基础知识。任何实际问题都要在观察、思考的基础上，以物理概念、规律为依据进行分析，不能乱套公式，更不能想当然地主观猜想。没有物理概念、规律作为基础，日常生活中的观察就很难科学有效，问题的转化也就失去了依据。因此，掌握物理知识，既是课堂学习的目标，也是提高建模能力和物理知识应用水平的前提。