高中物理常用的理想化模型

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1、高中物理常用的理想化模型　　中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672-1578（2013）06-0205-01　　理想化模型就是抽象和虛構(gòu)的結(jié)合，與討論問題相關(guān)的、同現(xiàn)實(shí)客體相結(jié)合的、但又不具有現(xiàn)實(shí)客體的其他各種復(fù)雜性的理想客體。并以他們來代替現(xiàn)實(shí)客體而進(jìn)行研究的一種科學(xué)方法。理想化方法是物理教學(xué)和研究的一種最基本也是最常用的一種方法，沒有理想化就沒有現(xiàn)代物理學(xué)，而客觀世界的復(fù)雜性、多樣性和統(tǒng)一性也需要理想化的觀點(diǎn)?！　≡诂F(xiàn)實(shí)生活和學(xué)習(xí)中，實(shí)際問題往往是很復(fù)雜的，其中包含一些非本質(zhì)的枝節(jié)，物理模型就是把實(shí)際問題理想化，先略去一些次要因素，而突出其主要因素，這樣我們就可以得到

2、一些簡要的物理規(guī)律?！　「咧形锢斫虒W(xué)中理想化模型的應(yīng)用十分廣泛，無論是做為研究對象的物體、物體運(yùn)動(dòng)的變化、還是物體所處的環(huán)境和條件，都是以各種理想化的形式而出現(xiàn)的，它們都是從實(shí)際問題抽象出來的理想化的問題。所以我們在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)對物理課本、習(xí)題、考試中所涉及到的理想化模型都應(yīng)該有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，理解為什么必須對這些問題進(jìn)行這樣或那樣的理想化處理，在什么條件下這些理想化的處理才是最有效的。下面是高中物理教學(xué)中常見的幾種理想化模型?！　?.質(zhì)點(diǎn)模型4　　在中學(xué)物理課本中，質(zhì)點(diǎn)是這樣定義的：在某些情況下，我們可以忽略物體的大小和形狀，而突出"物體具有質(zhì)量"這個(gè)要素，把它簡化為一個(gè)有質(zhì)量的物質(zhì)點(diǎn)，這

3、樣的點(diǎn)稱為質(zhì)點(diǎn)；在另外一些情況下，我們雖然不能忽略物體的大小和形狀，但是可以用其上任意一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)來代替整個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，于是整個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)也可以簡化為一個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，把把物體的質(zhì)量賦予這個(gè)點(diǎn)，它也就成了一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。也就是說，質(zhì)點(diǎn)就是沒有線度和形狀而帶有質(zhì)量的點(diǎn)。但是任何物體都具有一定的大小和形狀，由于這些特性的存在，我們就很難確定這些物體的位置和物體的運(yùn)動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)模型的建立就給我們解決這類問題帶來了極大的方便。　　2.剛體模型　　在某些情況下，物體的體積、形狀不可忽略，但這些情況物體的體積和形狀的變化是可以忽略的。這類物體就可以抽象為剛體。所謂剛體，就是由相互間距離始終保持不變的許多質(zhì)元組成的物體

4、。在實(shí)際問題中，物體能否看做是剛體要根據(jù)具體情況而定。如固體在通常的作用下形變很小，在討論物體的轉(zhuǎn)動(dòng)或平衡問題時(shí)，一般都把物體當(dāng)作剛體來進(jìn)行研究處理，但在研究物體的應(yīng)變或內(nèi)部振動(dòng)時(shí)，就不能將物體看做剛體來處理了。　　3.理想氣體模型　　任何氣體都不能嚴(yán)格的遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律（即玻意耳-馬略特定律和查理定律），而且不同的氣體在遵循氣體實(shí)驗(yàn)定律的準(zhǔn)確程度上也有所不同的偏差，這就給實(shí)際問題的解決帶來了極大的困難。但是在壓強(qiáng)不大、溫度不太低的情況下，都近似地遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律，特別是壓強(qiáng)趨于零時(shí)。而理想氣體反映的就是氣體的壓強(qiáng)趨于零時(shí)的性質(zhì)。但在客觀世界中是根本不存在的。4　　4.彈性體與范性體物理模

5、型　　物體在力的作用下發(fā)生形變，若撤去外力后，形變隨即消失并能恢復(fù)其原來的形狀和尺寸的性質(zhì)叫彈性，具有這樣的性質(zhì)的物體叫彈性體。如物理課本中所涉及到的彈性碰撞的物體、彈簧振子的彈簧等都可以視為彈性體。彈性體在發(fā)生彈性形變時(shí)遵循胡克定律。　　與彈性體相對應(yīng)的就是范性體。它是指材料在外力作用下超過其限度后繼續(xù)形變而不斷裂，但撤去外力后，任然有一部分形變不能恢復(fù)，此類物體就叫做范性體。　　5.單擺模型　　在中學(xué)物理課本中，給單擺的定義是：如果細(xì)線的質(zhì)量與小球相比可以忽略；球的直徑與線的長度相比也可以忽略，這樣的裝置就叫做單擺。實(shí)際中，既不存在不能伸長又沒有質(zhì)量的線，也不存在只有質(zhì)量而無大小的質(zhì)點(diǎn)

6、。但在實(shí)際教學(xué)研究中，單擺線的伸長和質(zhì)量是很微小的，是次要的，擺的大小也是可以不考慮的，并且忽略了介質(zhì)的阻力?！　∵€有，在單擺的周期公式中十分明顯地可以看出，周期與擺角的大小無關(guān)，但是實(shí)際推導(dǎo)公式時(shí)，我們有一個(gè)前提條件就是擺角很小的情況下得到的?！　?.完全彈性和完全非彈性碰撞模型4　　兩個(gè)物體互相碰撞，可以分為碰撞過程的壓縮階段和碰撞過程的恢復(fù)階段。在完全非彈性碰撞中，從兩個(gè)物體互相接觸開始，到兩個(gè)物體速度相同（也就是發(fā)生最大形變時(shí)），這一過程結(jié)束后，由于組成物體的材料不同，其中有的物體形變后不再恢復(fù)，則出現(xiàn)相碰撞物體連在一起，以同一速度運(yùn)動(dòng)的情況，這就是完全非彈性碰撞過程模型?！　∪绻?/p>

7、碰撞的物體是彈性體，碰撞的物體形變達(dá)到最大后，物體在彈力作用下開始恢復(fù)到原來的形狀，一直到完全分開。如果在壓縮階段轉(zhuǎn)化為彈性勢能的動(dòng)能，在恢復(fù)階段又全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，這樣的碰撞就是完全彈性碰撞過程模型。　　而實(shí)際物體間的碰撞，都介于完全彈性碰撞與完全非彈性碰撞之間。因此，完全彈性碰撞和完全非彈性碰撞都是碰撞過程中的理想過程。　　除此之外，還有理想熱機(jī)模型、力線和場的物理模型等等，我們在教學(xué)中，特別是高考復(fù)習(xí)備考之中，就要引