浅谈物理模型的构建及应用模型解题

近几年物理高考题中,部分考试题型的物理情景设计是源于生产生活实际素材,源于实验所取得数据。学生遇到这类题型,往往不知道如何着手。本文针对这个问题阐述了物理模型建构的意义,归纳了建模方法以及物理模型建构与应用,对学生学习物理、培养兴趣具有一定的意义。     

通过序列化实验建构物理模型的设计——以“静电”为例

模型是对现象或实物特征的一种结构性和系统化的抽象，物理模型包括了物理概念、原理、公式、图示等.通过做实验、观察现象、归纳推理等过程，可以将实验现象特征抽象为物理模型，序列化的建模实验可以建构出序列性、系统化的知识.以“静电”部分的模型建构为例，设计序列化的实验，建构出正负电荷、摩擦起电、传导起电、感应起电及电荷守恒定律模型，并通过一系列应用型问题促进学生自主建模或应用模型.     

利用可视化物理模型突破中学物理疑难概念教学——以“磁通量”为例

深入理解中学物理概念是物理核心素养的重要组成部分.然而,部分物理概念往往具有看不见、摸不着的特点,使得学生难以借助视觉和触觉建构对应的物理模型,最终形成了疑难物理概念.可视化的物理模型具有看得见、摸得着的优点,易于引导学生构建物理模型,进而深入理解物理疑难概念.本文在组装激光阵列和设计控制电路的基础上,自制了"磁感线的可视化实验装置";利用该装置,以"磁通量"的教学片段为例,探讨如何利用可视化物理模型突破中学物理疑难概念的教学.     

建立合理模型 优化教学设计——以单摆教学为例

培养学生的物理模型建构能力是物理学科核心素养中的一个重要要求.有效利用信息技术手段设计“单摆”的模型建构教学过程,可以弥补传统课堂教学对于培养学生建模能力的局限性,为物理建模教学提供新的思路.     

习题设计从理想模型回归真实情境

传统课堂过分强调理想模型的教学,学生缺乏对真实情境问题做理想化处理的经历,学生将实际问题中的对象和过程转换为物理模型的能力很弱.基于两种理想模型和模型建构素养学业水平的分析,从物理对象的真实化和物理过程的真实化两条途径设计情境化习题,让物理习题从理想模型回归真实情境,提高学生建构模型解决实际问题的能力.     

对频谱及其几何意义的探讨

主要阐述Matlab软件在频谱分析中的应用．通过实例展示计算机技术在大学物理学教学过程中形象化地建构物理模型、突出教学重点、化解教学难点,形成清晰化的物理图景及其重要性．     

浅谈物理模型在教学中的优点及局限性

物理模型是物理学中一种普遍且十分重要的研究方法．本文简要分析了物理模型的概念、类型，详细阐述了物理模型在教学中的优点和局限性．     

从物理模型看理想电源的串并联

物理模型是物理学及工程技术中一种基本的科学研究方法,本文针对教学中出现的同类型理想电源的串并联问题,从物理模型的角度进行了解析。     

一个用简单物理模型构建的加密系统

一些简单的物理模型可产生复杂的行为,并有很强的逻辑表达能力.基于旋转元器件和格子气两个物理模型设计了一个加密系统,具有可逆、并行、简单、高效的特性.实验结果证实该系统具有良好的随机性和敏感性.研究结果表明,采用简单物理模型构建加密系统是一种很有潜力的方法. 关键词： 物理模型 加密系统 并行 效率     

"船渡河模型"的负迁移

在高考试题中实际问题的题目占有很大的比例,侧重于考查学生的实践能力.要正确分析和解决实际问题,必须弄清实际问题的物理过程,建立正确的物理图景,建构出正确的物理模型.但有时在没有弄清实际问题的物理过程的情形下,就可能造成物理模型的负迁移,得出错误的结论.以下就切割玻璃的实际问题所引起的"船渡河模型"的负迁移,谈一下我们粗浅的看法.     

再谈原型启发在解题中的应用

 原型启发作为一种思维机制在物理教学中具有广泛的应用。《现代物理知识》2002年14第5期曾刊载了笔者《原型启发在解题中的应用》一文,现再谈一谈原型启发在解题中的其他应用。一、应用原型启发,领悟物理过程有时学生虽然能通过模仿或套用公式正确解答习题,但并没真正地掌握,是因为没搞清其物理过程。物理过程不清晰,将影响物理模型或物理情景的建构,从而影响问题的正确解决。许多看似复杂的物理过程,其实都是在一些典型的物理模型的基础上变换而来的。因此在物理题解教学中要先引导学生根据物理问题情景构建出典型形象,形成正确清晰的物理图景;在此基础上,再启发学生活化构建的典型形象,将物理问题转化为物理原型。     

对非线性康普顿散射几种改进物理模型的比较

非线性康普顿散射被认为是未来超短超强激光与物质相互作用中的主导性物理过程之一。目前大多数相关研究都基于一种主流的非线性康普顿散射物理模型,该模型假设辐射形成距离足够短、对初态和末态自旋求平均与求和、并忽略了参与散射的激光光子的能动量。近年来,一些研究为了在更广阔的参数空间内,更准确地描述非线性康普顿散射,也对这个主流物理模型提出了几种修正和改进。回顾了对非线性康普顿散射主流物理模型进行的几种改进和修正,介绍了它们的适用范围,分析了它们的基本性质并对其物理效应进行了简单讨论。     

舌模型建构与三维温度场数值模拟初探

舌体的三维温度场的建立可直观反映全舌空间温度的分布情况,能够深层次分析全舌的传热特性。本文选择猪舌为实验研究对象,建构舌体真实血管分布的物理模型为计算机可识别的数字模型,在此基础上用有限元方法对舌体三维温度场的数值模拟做了初步探索。讨论了血管形状分布,血液灌注率,代谢热与生物体三维温度场变化规律的相关性。     

推导平行板电容器电容表达式的两种方法

通过构建物理模型,利用两种方法从理论上推导了平行板电容器的电容表达式■,过程简洁易懂.     

一种考虑IGBT基区载流子注入条件的物理模型

提出了一种考虑绝缘栅极双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT) 基区载流子不同注入条件的物理模型. 在小注入和大注入情况下,分别建立描述IGBT基区载流子运动的输运方程(ambipolar transport equation,ATE),并确定边界条件. 采用傅里叶级数法求解载流子输运方程,并将计算结果分别与IGBT手册提供的实验数据和Hefner模型计算结果相比较,验证了本文提出物理模型的正确性. 关键词： 绝缘栅极双极晶体管 物理模型 注入条件 双极输运方程     

例析高中物理模型教学的重要性

物理模型是高中物理教与学的一个主线,建模的思想是一种科学的思维的体现,包含了对自然界中的某一类相近现象抽象化的描述和概括,就起作用而言,建模在整个高中物理知识的学习过程中是不可或缺的重要思想,本文就就结合笔者的教学实例,谈谈物理模型教学的重要性,望能有助于教学实践.     

光杠杆显示微小形变放大倍数的探讨

通过构建物理模型，利用几何知识和光的反射定律分析、探讨了光杠杆显示微小形变放大倍数计算的几种情况。     

一光学极值问题

当前高考改革的大趋势已见端倪,其中考查学生的综合应用能力成为重中之重.许多综合题一改往日纯粹用于应试的面目,而更多的代之以丰富的物理情景为载体,来考查学生建构物理模型,分析、解决问题的能力.笔者以从日常生活常见现象中抽象出来的一几何光学极值问题为背景,更加形象地对物理教学作一点探索.     

星上反射率定标原理及其精度保持方法研究

论述了太阳漫反射板星上反射率定标原理,建立了基于太阳漫反射板的星上反射率定标物理模型。太阳漫反射板双向反射分布函数(BRDF)会随时间发生衰减,是星上定标不确定度的主要来源,为此对监测太阳漫射板BRDF方法展开了研究。建立了中分辨率成像光谱仪(MODIS)太阳漫射板稳定性监测辐射计的监测物理模型,分析其在在轨性能评估中发现的问题。提出了一种积分球"双入光口+挡板"的光学结构,在保证功能实现的基础上简化了物理模型,减少了影响仪器不确定的因素。实验验证了该光学结构可防止太阳观测端口响应出现波纹。根据新光学结构的监测物理模型,参照目前国内对其相关参数的测试水平,对其监测不确定度进行了预估。结果表明,其监测不确定度可优于0.68%。     

一种简化杂光分析方法的数理模型

杂散光分析是研制空间光学系统不可缺少的一个重要环节。本文提出了一种简化的杂光分析方法,在考虑了适当的假设条件后,建立了六种简化杂光分析物理模型,并给出了相应的数学模型。