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高中物理过程模型

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球杆模型是由质点模型和直杆模型组合而成的一种复合模型。但是球杆模型不同于球绳模型,而绳模型只能产生有限度的拉力不能产生支持力,杆与绳不同的是杆既可以可以产生支持力也可以产生拉力。例如在竖直面上的圆周运动中,在最低点时产生拉力,在最高点可以产生支持力,或拉力,或不产生相互作用。分析杆的弹力时要分清三种不同的情况和条件。球杆模型如果不和过程结合就只能是一种实体模型。球杆模型和圆周运动过程相结合也是一种理想化的过程模型。在竖直面上的圆周运动中,遵循着机械能转化与守恒定律。

连接体模型和板块模型同属一类模型,连接体模型一般是通过绳、杆,弹簧等实物连接起来的,板块则是通过摩擦力的作用连接起来的。一次本质 上都是通过力的相互相互作用连接起来的,没有相互作用就没复合模型。而力的作用又是一个过程,所以说这两种模型也是在发生具体的物理过程中才有意义。

升降机模型及其类化。升降机模型是在竖直方向上的匀变速直线运动模型,任何一种在沿直线匀变速直线运动的物理过程都可以类化为升降机模型。例如,杂技运动员在竹竿上的下滑运动,人体的下蹲运动,汽车过桥等运动过程都属于同类过程,因此可以视为同种过程模型。

单摆模型:从结构上分析单摆模型是由质点模型和轻绳模型组合而成的,单摆模型的运动过程是循环往复的周期性的运动,这种运动是一种变速曲线运动,在运动过程中,忽略了空气的阻力,只有重力做功,没有能量的损失,动能和重力势能的相互转化,包含质量互变,即一种形式的能量的减少,代之以另一种形式的能量的增加,总的能量保持不变。否定之否定的辩证关系,两种能量形式的辩证否定。单摆的周期性运动过程是一种理想化的运动过程。遵循机械能守恒定律。

圆锥摆模型:圆锥摆模型在结构上运单摆是没有区别的,只是在运动的形式上和过程上有区别,圆锥摆的运动是以平面上的一点为圆心做匀速圆周运动的,也具有周期性。其特点是动能不变,重力势能为零,机械能依然是守恒的。

简谐振动:弹簧振子的简谐振动过程是一种理想化过程。在振动过程中,系统具有周期性,振子的位移,速度,加速度,能量的变化都具有周期性,遵循能量转化与守恒定律。弹簧振子若不与简谐振动过程相结合,就没有任何意义。

子弹打木块模型:该模型是由子弹和木块两个部分组成的。过程分为子弹击中木块并留在木块中,和子弹击穿一块或多块。子弹被视为质点,在击中和击穿木块的前后变化过程中,无论是否考虑子弹克服阻力做功的问题,系统都遵循动量守恒定律和能量守恒定律。因此,子弹打木块模型也是一个过程模型,没有击打和被击打的相互作用就没有过程。从两个方面分析过程,从子弹看过程和从过程看子弹和木块,光有子弹和木块而没有击打的相互作用就没有过程模型。

等温过程,等容过程,等压过程,是理想气体的三个理想变化过程。此外还有绝热过程等。理想气体如果离开了理想过程就毫无意义,而理想的把状态变化过程,没有主体的参与也是不可能的。虽然各自遵循着一定的变化规律,但是又都遵循着一般的热力学规律,如热力学第一定律:。对于一定质量的理想气体的一般的状态变化过程而言,系统又遵循着理想气体状态变化方程。即:,也同样遵循着热力学第一定律。

电路的动态变化模型:电路是一种结构模型同时也是一种过程模型。一般引起电路动态变化的因素是电阻的变化,滑动变阻器的变化,电容的变化,开关的闭合等。

理想变压器模型:变压器是一种物理结构,而互感作用则是一个过程,没有互感过程,理想变压器是没有意义的。理想变压器的工作过程遵循互感原理,和能量守恒定律,输出功率和输入功率相等。

物理结构和物理过程是相互联系的,物理现象和过程发生在特定的物理结构中,通过特定的物理结构体现出物理现象或过程以及物理变化规律,物理结构起到了载体和媒介的作用。理想变压器的理想之处在于结构本身的理想化,结构本身没有能量消耗,才有过程的理想化。

玻尔模型:是一个微观结够与物理过程模型,是以三点假设为基础建立起来的玻尔模型;定态假设,跃迁假设,轨道量子化假设,从结构上看,是描述原子内部结构的微观模型,在微观结构中,原子的能量,状态,能级是分立的,电子的轨道,等都是量子化的,系统的状态也是不连续的。从量子跃迁的状态变化看也是一个过程模型,描述了微观状态变化的物理过程。

质点模型是宏观物体的微观化,夸克模型是微观结构的宏观化。宏观与微观是相互联系的,也是可以转化的。物理模型是发展的,由宏观模型到微观模型,由质点模型,刚体模型,简单模型到复合模型,由波动模型到波粒二象性,由光线到光子,由点电荷到分数电荷,由核式结构模型、玻尔模型到夸克模型。质量由惯性质量、引力质量到相对论质量,质量的概念也是发展的。所以,要用发展的观点、辩证的观点看待物理模型。

分析和归纳物理过程模型的目的不在于整理和归类,而在于通过分析运用物理过程的规律和方法于教与学的过程之中,更有效的提高分析和解决物理问题的能力,如果对于那些物理模型、简单的复合的模型和过程模型以及相互之间的联系都不甚清楚,就很难形成解题的能力。解题能力绝不像唯心主义的观点所理解的那样,学生本来就具有那种潜能,只是处于暂时的休眠状态,是通过教师的激发来唤醒的。实践表明,解题能力形成于解题过程中,此外没有其他的途径和方法可循。断言潜能,潜在的能力,就等于否定了实践第一的观点,否定了人的主观能动性。持潜能激发论观点的人,虽然还算是有一点科学素养的,了解一知半解的物理学,却简单机械地移用到心理学领域。如果真是那样,何必还要麻烦老师课堂教学的艰辛劳动,上帝自己也会像原子那样产生自激辐射的,岂不更省事了吗?

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