高中物理解题中建模思想的应用研究

李春桃

摘要：高中物理题型较多，对学生能力方面的要求较高，尤其逻辑推理及抽象思维方面。所以，快速准确地解题是学生们应该具备的技能。学会解题技巧可以节省做题时间，提升应试能力，提高物理科成绩。通过解题实践，发现学生如果把建模思想应用于高中物理解题能起到很好的效果。所以在相应物理教学过程中，经过物理模型的构建实现对学生相应思维方式的正确培养，促使学生在进行实战训练时能够挖掘题目的本质含义，联系已学知识，推进知识的迁移，进而简化复杂的物理问题，快速完成解题过程。下面就高中物理解题中建模思想的具体应用策略进行探讨。

关键词：高中物理;解题过程;建模思想;应用策略

中图分类号：G4 文献标识码：A

建模解题方法就是利用建构模型的方法，尝试解决高中物理实际问题。当学生遇到题目时，先通过已知的条件，提取信息进行抽象概括，后用模型的形式表现出来。然后老师做好引导，促使学生在高中物理问题解决过程中更好的应用到建模思想，先收集题干信息并弄清物理情境，再调出大脑储存的与之相关的物理知识，这个环节需要指导学生建构起各个物理基础知识点间的联系，而不是孤立地、分散地运用物理基础知识，然后再帮助学生梳理知识和构建知识网络，也有利于学生找出用来解题的知识点，从而找到解题的思路。现实生活的物体所发生的物理过程，大都很复杂，为了能把实际问题解决好，往往要忽略次要因素，抓住反映物体或过程的本质，然后处理要做到科学抽象化，进而实现物理模型的合理构建。常见的相应物理模型有：质点、点电荷、理想气体、弹性碰撞等。教师在教学中，特别是高考备考之中，引导学生通过阅读、观察、理解，提炼出题目所给的信息和主要因素，对它们进行迁移、分析，建立适当的物理模型。具体的应用策略分析如下：

一、从已学的知识出发，创设解题模型

物理知识来源于生活实际，并最终应用于生活。2019年全国Ⅰ高考18题涉及到物理知识在生产劳动和体育中的应用，考查的是运动规律，解题的关键是将一个具体的物理情境提炼成比较常见的物理模型。在接触这类题目时，学生会先在脑海里搜索学过的相关物理知识，然后建立模型，在此基础上来分析解题思路和方法，最终把问题解决。

例1 建筑工人经常进行砖块搬运，也有徒手抛，砖块抛到最高处时，楼上师傅能够及时接住，进而用来砌墙，假如竖直向上抛出砖块的速度是10m/s，上边的师傅未能接住，g取10m/s2，可忽略空气阻力，则[1]

A. 砖块上升的最大高度10m

B. 经2s后砖块回到出发点

C. 回到抛出点前0.5s时间内运动距离是3.75m

D. 在被抛出后，竖直向上升的过程中，做变减速直线运动

该题是将匀变速直线运动规律与生产劳动实践结合命题，由公式可以得到上升的高度h=5m，选项A排除;由运动的对称性可知，物體上升时间等于下降时间，全程时间，B选项正确;根据上升阶段和下降阶段距离的对称性，砖块回到出发点前0.5s时间内通过的距离与刚刚抛出0.5s的距离大小相等，，选项C正确;在整个过程中，砖块离手时有竖直向上初速度，对应的加速度g是保持不变的，其方向是抛出速度的反方向，因此，砖块做的运动是变减速直线运动属于错误的。本题结合工人师傅抛砖块这个实际情境来考查竖直上抛运动，将试题联系生产实践，把砖块视为质点，将砖块抛出后的运动抽象为竖直上抛运动，建立物理模型，抓住上升阶段和下降阶段的时间和位移的对称性特点，结合运动公式进行求解，则计算过程会变得简单很多。此外，在以排球比赛和乒乓球比赛为情境的命题中考查平抛运动，在以斯诺克比赛为情境的命题中考查牛顿力学、动量守恒定律、摩擦和碰撞等，在以链球比赛为情境的命题中考查圆周运动等等，都能将物理学科对应的核心素养“科学思维”体现出来。

二、以建模思想为引导，梳理解题思路

学生在采用建模思想解决高中物理问题时，应该在知识构建体系下梳理出解题思路，使得问题更加清楚明白，更容易建立规范化模型。

例2 A、B两个球沿着同一直线进行运动，并且正碰，下图为碰撞前后对应的位移-时间线，a、b分别是A、B两球在进行碰前对应的位移-时间线，对应的c是两球碰后共同的运动位移-时间图线，若已知A球的质量为m=2kg，则下列结论正确的是[2]

A. A、B碰撞前的总动量为3kg·m/s

B. 碰撞前A对B施加的冲量大小为4N·s

C. A球碰撞后动量增加4kg·m/s

D. A、B组成的系统在碰撞过程中损失2J动能

该题是结合图像对碰撞、动量守恒定律、能量守恒等进行考查。利用x-t图中直线的斜率物理意义，求出碰撞前后球A、球B运动的速度。由图得到碰撞前A、B的速度分别为：和，碰后两球一起共同的速度，根据动量守恒定律得：，得，A球对B球的冲量，碰前系统A、B的总动量，碰撞过程中系统损失的动能，选项BC正确。

根据已知的图像获得解题信息的这类题型是高考热点题型，本题的分析计算采用数学方法和图像的结合，通过两球在同一直线运动的情境来构建碰撞模型，之后由两球相互作用推理得到动量变化量的关系。学生遇到这类问题时，在仔细观察和认真思考的基础上找出题目中解决问题的关键，再根据建模思想建立模型，可以比较容易来解决问题。

三、结束语

综上所述，学生在平常的解题训练中，除了研究经典的物理试题外，还要主动寻找情境新颖的题目练习，并且要研究透彻。学生在遇到此类情境新颖的题目，不要害怕，对题目进行详细研读，对题目中相应情境进行深入剖析，研究其符合哪种高中物理模型，构建出物理模型，再选用对应的规律去处理问题。在高中物理解题中拿高分，死记硬背是不行的，需要对物理各种相应的解题模型吃透，关键是理解相应解题技巧及方法。因此，学生如果学会合理构建解题模型，不但可以提升解题的准确性，还能降低解题的难度，提高物理科的成绩。

参考文献

[1]杜志建 主编.试题调研 第1辑 物理[DB].乌鲁木齐：新疆青少年出版社，2019.6：18.

[2]杜志建 主编.试题调研 第2辑 物理[DB].乌鲁木齐：新疆青少年出版社，2019.7：43-44.