质点运动学问题十篇

质点运动学问题篇1

知识目标

1、知道什么是机械运动，什么是参考系，知道运动和静止的相对性．

2、理解质点的概念，知道质点是用来代替实际物体的有质量的点，是一种理想化的物理模型，知道是否能把研究对象看作质点要根据研究的问题决定．

3、知道时间和时刻的区别与联系．

4、理解位移的概念，知道位移是表示质点位置变化的物理量，是矢量，能够区别位移和路程．

能力目标

1、培养学生自主学习的能力，训练学生发现问题，提出问题，解决问题的能力．

2、培养学生的实验能力，学会使用打点计时器，并会通过分析纸带上的数据得出相应的结论．

情感目标

1、激发学生学习兴趣，培养学生良好的意志品质．

教学建议

教材分析

本节教材主要有以下一些概念：机械运动，参考系，质点，时刻和时间间隔，位移和路程，重点是质点和位移的概念，难点是位移概念．教材在本章开始处列举了大量的实例，给出机械运动的概念，在本节一开始，也是通过生动的实例，给出参考系的概念，接着从研究对象的角度，学习质点的概念，渗透理想化思维方法；再进一步学习时刻与时间，位移和路程等概念．每一小节重点突出，又相互关联，实例鲜明，配图恰当，便于学生的接受，是进一步学习的基础．

教法建议

本节教材的特点是概念较多，很多知识初中时学过，并且这些知识与生活实际密切相关，建议让同学自学讨论的方法进行，可让同学提前预习或课上给出时间看书，教师提出一些问题，或让同学看书后提出问题，展开讨论，达到掌握知识，提高能力的目的，并结合多媒体资料加深理解和巩固.

教学设计示例

教学重点：质点和位移的概念

教学难点：位移概念的引入与理解

主要设计：

一、参考系：

（一）提出问题，引起思考和讨论．

1、什么叫机械运动？请举一些实例说明．

2、描述物体是否运动，先要选定什么？看什么量是否在改变？什么叫参考系？为什么说运动是绝对的，静止是相对的？

3、同一运动，如果选取的参考系不同，运动情况一般不同，请举例说明．

4、选择参考系的原则是什么？（虽然参考系可以任意选取，但实际上总是本着观测方便和使运动的描述尽可能简单的原则选取）

（二）展示多媒体资料，加深理解（穿插在讨论问题之间进行）

1、太阳系资料：行星绕太阳运转情况．

2、银河系资料：星系旋转情况．

3、电子绕原子核运转情况．

4、飞机空投物资情况．

二、质点：

（一）提出问题，引起思考和讨论：

1、投掷手榴弹时怎样测量投掷距离？把教室的椅子从第五排移到第一排怎样测量椅子移动的距高？汽车绕操场一周怎样测量它经过的距离？以上几种情况用不用考虑这些物体的形状和大小？

2、什么叫质点？

3、小物体一定能看成质点吗？大物体一定不能看成质点吗？请举例说明？

4、什么叫轨迹？什么叫直线运动？什么叫曲线运动？

（二）展示多媒体资料，加深理解．

1、火车（200米长）穿山洞（100米长）情况．

2、地球公转及自转情况．

（三）总结提高：

1、对于什么样的物体才可以看成质点的问题，关键在于对物体的运动情况进行具体分析，在我们研究的问题中，物体的形状、大小，各部分运动的差异等，如果对我们研究的问题影响不大，就可以把该物体看成一个质点．

2、学习质点概念时，要有意识地向学生介绍一种科学抽象的方法，我们抓住问题中物体的主要特征，简化对物体的研究，把物体看成一个点，这是实际物体的一种理想化模型，是实际物体的一种近似．

三、时刻和时间间隔

提出问题，引起思考和讨论．

1、“上午8时开始上课”，到“8时45分下课”，这里“8时”和“8时45分”的含义各是什么？“每一节课45分”的含义又是什么？

2、“现在是北京时间8点整”中“8点”的含义是什么？

3、校百米纪录是10.21s、第2s末、第2s内的含义各是什么？

四、位移和路程

（一）提出问题引起思考和讨论：

1、说“物体由A点移动500米到达B点”，清楚吗？

2、如何描述物置的变化？

3、什么叫位移？为什么说位移是矢量？

4、位移和路程有什么区别？它们之间有关系吗？

（二）展示多媒体资料，加深理解．

1、从天津到上海，海、陆、空三种路线抵达情况．

2、在400米跑道上进行200米跑和400米跑情况．

探究活动

质点运动学问题篇2

例如，一列火车从北京开到广州，①在研究火车的整体运动时毫无疑问可以把火车看做质点，理由是火车的长度可以忽略不计，对问题的研究无影响.②如果研究火车的发动机、传动机构、车轮的运动情况时火车不能看做质点，理由是此时涉及到转动问题.③如果研究火车在某一段直道上行驶通过一个路标的时间的问题时，火车不能看做质点，理由是火车的长度不能忽略，对问题有影响.

以上分析看似很完备了，也很少有学生、老师质疑其准确性.明确的说：前两种情况的结论和理由是正确的，但第三种情况的结论和理由却值得好好推敲了.我们先来看看新教材上的有关论述：在人教版教材物理必修一第9、10页上有这样的话“一列火车在铁轨上行驶，它的发动机、传动机构及车轮的运动是很复杂的.但是当我们只关心列车的整体运动时，可以认为列车上各点的运动情况完全相同，因而可以用它上面一个点的运动表示列车这个庞然大物的运动.”这段叙述结论和第一种情况相同，但仔细对比会发现所说的理由却不尽相同；教材第10页第二段有这样的叙述看来，在某些情况下，我们可以忽略物体的大小和形状，而突出物体具有质量这个要素，把它简化为一个有质量的物质点，这样的点称为质点；在另外一些情况下，我们虽然不能忽略物体的大小和形状，但是可以用其上任意一点来代替整个物体的运动，于是整个物体的运动也可以简化为一个点的运动，把物体的质量赋予这个点，它也就成了一个质点.“……”或是研究火车车轮的运动时再把火车当做质点就荒唐可笑了.

教材解读：本段论述显然是两种情况并列，文中“在另外一些情况下”的实质是物体在做平动时即便是“不能忽略物体的大小和形状”但仍然可以“把物体的质量赋予这个点，它也就成了一个质点.”在前面所述的求火车行驶通过一个路标的时间时，因火车运动可以看做平动，即可以用车身上的一个点来代替整列火车的运动.只是通过标杆的过程中其位移刚好等于车的长度而已！

但在很多教辅类书刊中，简单化的认为能忽略形状和大小的就可以看做质点，不能忽略时就简单的认为不可以看做质点，明显和新教材的本意相悖，对学生的学习质点概念造成误导.另外，在人教社配发的必修一教师用参考书第七页有论述：“一列火车在直道上行驶时，座位上每个人的运动情况都相同，可以用一个人的运动代表所有人的运动，也可以代表火车的运动情况，因此火车可以视为一个点.”为什么求火车在直道上过一个路标的时间，就不能看做质点呢？(其理由只是火车的长度不能忽略；而实质情况是车身上每一个点的位移恰好等于车的长度，车长度这个数据解题时必须要使用.)

还有，在北京科学技术出版社与中国三峡出版社1998年5月第二版出版的工具书《中学教师实用物理辞典》第28页“质点”条目中是这样叙述的：“若研究的物体不涉及转动或物体的大小跟问题中所涉及到的距离相比较很微小时，即可以将这个实际的物体抽象为质点.例如，在研究地球公转时，……在研究地球自转时，……又如物体在平动时，内部各处的运动情况都相同，就可以把它看成质点.”

此段文字又该如何理解呢?文中“研究的物体不涉及转动”或“物体的大小跟问题中所涉及到的距离相比较很微小”明显是并列关系.即在不涉及转动时：无论物体的大小能否忽略都可以把物体看做质点.若涉及转动时：如果物体的大小跟问题中所涉及到的距离相比很微小时，可以将物体抽象为质点，比如研究地球的公转时；如果物体的大小跟题中所涉及到的距离相比不能忽略时，不能看做质点，比如在研究地球的自转和研究火车车轮的运动时.

该辞典在第29页的“平动”条目下也明确指出：“平动也称平移，平行移动.……在同一个时刻，运动物体上各点的速度和加速度都相同.因此在研究物体的平动时，可以不考虑物体的大小和形状，而把它作为质点来处理.”

综合以上三大权威典籍的论述，结论应该很清楚了：研究物体的平动时，物体均可看做质点，而不论其大小能否忽略；涉及转动的物体一般不能看做质点，但当其大小和形状可以忽略时，也可以看做质点.

现在我们再回到开始的问题：

求一列匀速行驶(或者匀变速行驶)的火车(或者一根长杆)沿直线通过某一个标记的时间.

质点运动学问题篇3

【关键词】几何问题；几何图形；动态几何；动点问题；动线问题；动图问题

以运动的观点来探索几何图形部分规律的问题称之为动态几何问题,其特点是图形中的某个元素(点、线段、角等)或整个几何图形按某种规律运动,图形的各个元素在运动变化的过程中互相依存、和谐统一，体现了数学中的“变”与“不变”及由简单到复杂、由特殊到一般的辩证思想，它集代数与几何、概率统计等众多知识于一体，渗透了分类讨论、转化、数形结合、函数、方程等重要数学思想方法，问题具有开放性、综合性，近几年来，从中考考题上看，以动点问题、平面图形的平移、翻折、旋转、剪拼问题等为代表的动态几何题频频出现在填空、选择、解答等各种题型中，考查同学们对图形的直觉能力以及从变化中看到不变实质的数学洞察力，更重要的是考查探索创新能力。

解决动态几何题的策略是：把握运动规律，寻求运动中的特殊位置；在“动”中求“静”，在“静”中探求“动”的一般规律。通过探索、归纳、猜想，获得图形在运动过程中是否保留或具有某种性质。

有关动态问题主要要有三类：动点问题、动线问题、动图问题。

题型一：点动型

点动型就是在三角形、矩形、梯形等一些几何图形上，设计一个或几个动点，并对这些点在运动变化的过程中产生的等量关系、变量关系、图形的特殊状态、图形间的特殊关系等进行研究。

解决此类动点几何问题常常用的是“类比发现法”，也就是通过对两个或几个相类似的数学研究对象的异同进行观察和比较，从一个容易探索的研究对象所具有的性质入手，去猜想另一个或几个类似图形所具有的类似性质，从而获得相关结论。类比发现法大致可遵循如下步骤：①根据已知条件，先从动态的角度去分析观察可能出现的情况。②结合某一相应图形，以静制动，运用所学知识（常见的有三角形全等、三角形相似等）得出相关结论。③类比猜想出其他情况中的图形所具有的性质。

例1：（1）如图①，当点M在点B左侧时，请你判断EN与MF有怎样的数量关系？点F是否在直线NE上？都请直接写出结论，不必证明或说明理由；

（2）如图②，当点M在BC上时，其它条件不变，（1）的结论中EN与MF的数量关系是否仍然成立?若成立，请利用图②证明；若不成立，请说明理由；

（3）若点M在点C右侧时，请你在图③中画出相应的图形，并判断（1）的结论中EN与MF的数量关系是否仍然成立?若成立?请直接写出结论，不必证明或说明理由。

题型二：线动型

线动实质就是点动，即点动带动线动，进而还会产生面动，因而线动型几何问题可以通过转化成点动型问题来求解。解决此类题的关键是要把握图形运动与变化的全过程，抓住其中的等量关系和变量关系，从运动变化得图形的特殊位置，进而探索出一般的结论或者从中获得解题启示，这种由特殊到一般的思想对我们解决运动变化问题是极为重要的。

例2：如图，在矩形ABCD中，AB=4，AD=10，直角尺的直角顶点P在AD上滑动时（点P与A，D不重合），一直角边经过点C，另一直角边AB交于点E。我们知道，结论“RtAEP∽RtDPC”成立。

（1）当∠CPD=30°时，求AE的长；

（2）是否存在这样的点P，使DPC的周长等于AEP周长的2倍？若存在，求出DP的长；若不存在，请说明理由。

题型三：图动型

图形的运动变换主要有平移、旋转和翻折这三种基本变换。主要是对给定的图形（或其一部分）实行某种位置变化，然后在新的图形中分析有关图形之间的关系，这类问题常与探究性、存在性等结合在一起，考察学生动手能力、观察能力、探索与实践能力。

1.图形平移型

图形平移实质上就是线的平移，线的平移会产生相似图形，所以这类问题解题的关键思路是利用相似得到待求量之间的关系。

2.图形旋转型

图形的旋转实质就是线的旋转，也可抓住旋转图形和不变图形的交点，转化成动点问题先动后静来求解。

例3：图1，已知P为正方形ABCD的对角线AC上一点(不与A、C重合)，PEBC于点E，PFCD于点F.

（1）求证：BP=DP；

（2）如图2，若四边形PECF绕点C按逆时针方向旋转，在旋转过程中是否总有BP=DP？若是，请给予证明。

3.图形翻折型

图形翻折实际上是轴对称变换，变换前后的对应线段相等、对应角相等。常常与角平分线、线段垂直平分线、等腰三角形的高相联系。解决旋转、平移、翻折的动态几何问题关键是结合直角三角形或全等三角形或相似三角形的有关知识，全面寻找图形运动过程中的不变量。

例4：如图，先把一矩形ABCD纸片对折，设折痕为MN，再把B点叠在折痕线上，得到ABE，过B点折纸片使D点叠在直线AD上，得折痕PQ。

（1）求证：PBE∽QAB；

（2）你认为PBE和BAE相似吗？如果相似给出证明，如不相似请说明理由；

质点运动学问题篇4

“波的形成和传播”作为高中物理“机械波”“机械振动”等教学内容的延伸和扩展，着重介绍了有关波的共性知识，机械振动只讨论物体的运动状态随时间的变化，波动讨论的是振动在空间介质中的传播。波的形成和传播主要介绍介质中某处发生振动时，由于介质质点之间存在相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动，使振动沿介质传播出去，这一振动的传播就是机械波。

在认知层面，学生已经了解了物体运动的几种形式：平动、转动和振动，并且知道或熟悉如水波、声波、电磁波等概念。在能力层面，学生已经具备了一定的逻辑推理与归纳能力。但本章内容则对学生的理解力和空间想象力都有较高的要求。在非智力因素方面，应注意的是，高中生对物理现象仍然有较高热情，而对于能够观察的物理情景则会形成较深的印象。

针对学生的知识结构与背景，学生学完简谐振动，知道做简谐振动物体的位移―时间图像是一条正弦曲线，而水波形状也类似于正弦，这两者之间究竟有什么联系和区别呢？本节教学就是要由此“破题”，激发学生探究事物本质的动力，尝试改变学生的学习方式，变被动接受为主动探索和思考。这就是本节课教学的指导思想。

在教学策略上，鉴于学生对波的认识和理解需要一个过程，因此，教师就需要将讲解转变为注重学生的亲身体验和对实验的观察。通过播放录像，并设置合适的问题引导学生思考，帮助学生逐步体会和理解本节的知识。

二、教学目标的厘定

在课程改革的背景下，强化目标意识是实现高效教学的重要内涵。本节教学目标厘定如下：

（1）知识与技能：通过观察和分析认识波是振动的传播，知道波在传播振动形式的同时也传播能量和信息。能区分横波和纵波，知道什么是波峰和波谷，密部和疏部，知道什么是机械波和机械波形成的条件，理解波的图像的物理意义。

（2）过程与方法：通过“学生依次下蹲、起立，看起来好像是波浪在前进”，建立波形成的形象思维认识。加强利用图像法理解问题的能力。

（3）情感态度与价值观：感悟波的形成和传播，增强参与意识，培养团队协作的精神。培养透过现象看本质的思维品质。

本节的教学重点是：机械波的形成过程及传播。教学难点则是机械波传播过程中的特点。

三、教学环节的安排

基于以上思考，笔者安排了六个教学环节（如图1所示），并逐一进行阐释。

图1

1.提出问题，启发思考

在第一个教学环节，教师就需要提出引起学生积极思考的问题，并维持思维活动贯穿整个过程。而“思维始于问题”，因此，利用合理的问题，就是本环节“引入”的关键。并且，这种问题引导策略亦被贯穿于后续环节之中。（以下“Q”代表问题，“A”代表学生可能的回答）

本环节，教师首先提出问题―

Q1：生活中有哪些形式的波？

A1：声波、水波、光波……

Q2：什么是波？它有哪些特性？这就是我们本章开始学习的内容。

在问题1提出后，学生能举出大量波的例子，但需注意，波究竟是什么？他们并没有明确且具体的概念。正如本章引言所说：“有一些概念是如此普遍，其意义是如此深远，以致对于我们还理解不深的某些事物，这些概念也能提供一些重要的情况。在这些概念中最了不起的应该算是波了。我们会遇到各种各样的波：具有极大破坏力的地震波，海洋湖泊中的水波，空气中的声波，弥漫在空中的无线电波以及光波……我们会问：波究竟是什么？不过，还不如问：关于波，我们能够说些什么？”

2.观看视频，提出问题

教师先展示生活中如艺术体操中的带操、绳波、声波等常见的波形，随后将问题具体化，明确本节主要以绳波为例来研究机械波是如何形成并传播的。

教师播放抖动绳子形成绳波的动态视频，模拟绳波在介质中的传播。然后引导学生模拟绳波。可选择16个学生手臂相挽，并手持扇子，使扇面形成一条直线。模拟时，先后让左右2名学生开始上下运动，让学生观察所有扇面运动时所形成的波形及每个学生的运动特点。

观察前教师应向学生提出系列问题，引导学生有预期、有目的地观察：

Q1：如果同学们之间没有手臂相挽，当某同学（打头）开始运动的时候，扇面能否形成波形？

Q2：谁带动大家运动起来的？

Q3：让扇面形成波形需要哪些必要条件？

Q4：在波形向前传播的过程中，还传播了什么？

3.总结归纳，给出定义

通过学生模拟绳波的形成，概括出机械波形成的必要条件：（1）振源（波源）；（2）介质。同时明确机械波在传播过程中传播了波形以及振源的振动形式。通过归纳总结给出机械波的概念：机械振动在介质中传播，形成了机械波。组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动。在初步建立概念之后，还应指导学生进一步明确概念的一些要点，以深化理解。

由此，教师继续指导学生观看视频，并启发学生思考系列问题：

Q1：每个同学的水平位置是否改变？

Q2：每个同学起始运动方向是否相同？

Q3：每个同学运动的先后顺序如何？

该组问题旨在引导学生理解：机械波在传播过程中质点不随波迁移；每个质点起振方向与振源相同。第三个问题的设置目的则是要引导学生观察振源在左右两边先后开始运动过程中，传播到中间两个学生时，运动的先后顺序是否相同？以及如何描述每个质点运动的先后？最后，在学生得出“振动过程中前一同学带动后一同学运动”的结论时，教师应强调“前”“后”均是相对振源的位置而言的。

4.实验演示，验证结论

教师在归纳总结机械波传播过程中的特点之后，用实验验证以上结论。用机械波演示器向学生更清楚地展示机械波传播的特点，同时引导学生注意以下观察要点：（1）观察某一个质点的运动；（2）由振源开始依次观察每一个质点的起振方向；（3）每一个质点运动的先后顺序。

观察后，教师总结：（1）每个质点都在平衡位置附近作简谐振动；（2）每个质点起振方向与振源运动方向都相同；（3）振动过程中前（靠近振源）一质点带动后（远离振源）一质点运动。

5.逻辑推理，实验验证

在初步建立并巩固了机械波的概念之后，面临的又一问题是机械波的分类问题，即横波与纵波。该环节的处理需要用逻辑推理与实验验证相结合的方式。

总结完波在传播过程中的特点后，教师可以进一步引导学生观察质点运动方向与传播方向的关系，从而给出横波的定义：质点运动方向与波的传播方向垂直。同时指出波峰与波谷的位置。

随后，教师指导学生运用逻辑推理的方式大胆给出纵波的定义：质点的运动方向与传播方向在同一条直线上。那么纵波究竟是什么样的呢？教师可安排演示实验。

实验演示1：软弹簧中振动的传播

学生通过运用逻辑推理、对比的科学方法建立纵波的概念，实验演示验证纵波的特点，从而体验物理学中的对称美。再进一步，教师在观察时直接指出纵波的疏部和密部。

实验演示2：纵波演示仪演示纵波传播过程中的特点

该实验通过纵波传播过程再次印证机械波传播过程中的特点。

6.联系拓展，开阔思维

教师再次呈现前面所展示的图片让学生分析绳波、带操中的彩带、声波分别是横波还是纵波。继而进行拓展，介绍地震波的传播及其中横波纵波的传播快慢以及破坏性。

作为知识巩固环节，本环节安排的当堂练习包括学案选择题，内容涉及机械波的形成及其传播特点。最后安排拓展讨论：简谐运动的位移时间图像与机械波图像的物理意义的区别是什么？

四、教学设计的总结

回顾本节教学设计的整个过程，充分体现了由浅入深、由感性到理性、由形象到抽象的教学次序。六个教学环节条理清晰、连贯周密，对学生的思维训练贯穿始终。在教学方法层面，积极利用问题串、演示实验、多媒体演示、学生活动等形式，合理化解教学难点，并调动了学生的积极性。此外，归纳、验证、推理等科学方法的采用也是本节教学设计的一大特色。

参考文献

[1] 邢红军，陈清梅，胡扬洋.科学方法纳入《课程标准》：基础教育课程改革的重大理论问题[J]. 教育科学研究，2013（7）：5-12.

[2] 王慧，陈清梅，邢红军.简谐运动的高端备课[J].课程教学研究，2014（3）.

质点运动学问题篇5

【关键词】物理模型教学运用建模

随着新课程改革的不断推进，整个教育体系愈来愈重视对学生的能力和素质的培养。在中学物理教学中，我们不只是向学生传授知识，还要使学生了解科学的研究方法，培养学生的思维能力。物理学所研究的对象及过程是极其复杂的，而且每个对象及过程涉及的因素是相当多的，研究它的变化规律时物理学中常采用从简单、基本的问题入手，抓住事物本质特征，对其简化处理的“理想模型法”。例如：研究机械运动时，引入匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动和简谐运动等理想化运动。这就是先建立物理模型，然后在一定条件下，用于处理某些实际问题。物理模型是在抓住主要因素忽略次要因素的基础上建立起来的，它能具体、形象、生动、深刻地反映事物的本质和主流。本文就物理模型在教学中的运用作如下阐释。

第一、物理模型在教学中的作用

近年来高考中出现了一些与日常生活、现代科技联系紧密的题型。这类问题要求学生能构建相应的物理模型，运用物理规律解决问题。建立和正确使用物理模型可以提高学生理解和接受新知识的能力。例如：运动学中建立了“质点”模型，学生对这一模型有了充分的认识和足够的理解，为以后学习质点的运动、万有引力定律、物体的平动和转动，以及“点电荷”模型、“点光源”模型、“原子不可再分模型”“枣糕模型”“核式结构模型”“玻尔模型”“电子云模型”等奠定了良好的基础。使学生学习这些新知识时容易理解和接受。

创新是一个民族的灵魂，任何一项重大的科技发现都经历了不断探索及创新的过程。使用物理模型有利于学生将复杂问题简单化，使抽象的问题更直观、具体、形象；对学生的思维发展、解题能力的提高起着重要的作用。

第二、高中物理中常见的物理模型

物理模型是物理思想的产物，是科学地进行物理思维并从事物理研究的一种方法。现就中学物理中常见的物理模型归纳如下：

1、物理对象模型化。物理中的某些客观实体，如质点：舍去物体的形状、大小 、转动等性能，突出它所处的位置和质量的特性，用一有质量的点来描绘，这是对实际物体的简化。当物体本身的大小在所研究的问题中可以忽略，也能当作质点来处理。类似质点的客观实体还有刚体、点电荷、点光源、薄透镜、弹簧振子、单摆、理想气体、各种理想电表等。

2、物理状态和物理过程的模型化。例如：力学中的自由落体运动、平抛运动、匀速直线运动、简谐运动、弹性碰撞；电学中的稳恒电流、等幅振荡；热学中的等温变化、等容变化、等压变化等都是物理过程和物理状态的模型化。

3、物体所处的条件模型化。当研究带电粒子在电场中运动时，因粒子所受的重力远小于电场力，可以舍去重力的作用，使问题简化。力学中的光滑面、热学中的绝热容器、电学中的匀强电场、匀强磁场等等，都是把物体所处的条件理想化了。

4、理想化实验。在实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，根据逻辑推理法则，对过程进一步分析、推理，找出其规律。

5、物理学中的数学模型。“数学模型”就是利用数学关系、几何图形等结合起来，抓住主要特征，舍去次要因素，建立的一种理想化的图景。客观世界的一切规律原则上都可以在数学中找到它们的表现形式。当然，由于物理模型是客观实体的一种近似，以物理模型为描述对象的数学模型，也只能是客观实体的近似的定量描述。

第三、物理模型在教学中的运用

1、建立模型，理解概念。概念是客观事物的本质在人脑中的反映，客观事物的本质属性是抽象的、理性的。物理模型大都是以理想化模型为对象建立起来的。建立概念模型实际上是撇开与当前考察无关的因素以及对当前考察影响很小的次要因素，抓住主要因素，认清事物本质，利用理想化的概念模型解决实际问题。

2、构造模型，建立图景。过程模型就是将物理过程模型化，将一些复杂的物理过程经过分解、简化、抽象为简单的、易于理解的物理过程。

3、转化模型，理解模型。通过对理想化模型的研究，可以完全避开各种干扰因素，在思维中直接与研究对象的本质接触，能又快又准地了解事物的性质和规律。如用单摆模型处理在竖直光滑圆弧轨道内作小幅度滚动的小球周期问题。

第四、使用模型应注意的问题

1、模型的适用条件。建立物理模型，可使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差。例如：研究地球绕太阳公转问题，地球上各点相对于太阳的运动可以看作是相同的。地球的形状、大小可以忽略不计，这样就可以把地球当作一个“质点”来处理；但研究地球的自传时，地球上各点的转动半径不同，不能把地球当作一个“质点”来处理。

2、物理模型是在不断完善的。随着社会的不断进步，人类对事物的本质的认识不断深入和提高，物理模型也相应地由初级向高级发展并不断完善。如原子模型的提出就是一个不断完善的过程。最初，人们认为原子是不可分的，直到1897年汤姆生通过阴极射线实验发现电子，揭开了原子结构的序幕，汤姆生认为：原子是一个球体，正电荷均匀分布在球内，电子像枣糕里的枣子那样镶嵌在原子里，这就是汤姆生的“枣糕式”原子模型。之后，卢瑟福进行了α粒子散射实验，他认为：在原子中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转，这就是卢瑟福的“原子核式结构”模型，该模型可以解释α粒子散射实验，还可以估算出原子核的大小，但与经典电磁学理论产生了两个矛盾。玻尔为了解决矛盾，提出原子的“轨道量子化”模型。可见，物理模型的完善和解决实际问题有关，是一个不断完善的过程。

总之，“模型”的教学与应用贯穿整个物理教学的始终，教师在教学中应充分给予重视，通过教让学生更能理解、消化、掌握新知识；通过解题进一步升华物理知识，提高学生的抽象思维、发散思维等能力；由于客观事物具有多样性，它们的运动规律往往是非常发展的，不可能一下子把它们认识清楚。而采用理想化物理模型来代替实在的客体，就可以使事物的规律具有比较简单的形式，从而便于人们去认识它们。建立正确的物理模型可使我们队物理本质的理解更加细致深入。所以，作为一个高中教师，应该努力为学生建立更多更好的物理模型，提高学生认识物理规律的能力，使更多的人来学习物理、研究物理。

参考文献

[1]彭长胜《物理模型教学初探》

[2]《普通物理学》

质点运动学问题篇6

代数与几何的综合问题是指代数知识与几何知识相互交融浑然一体的一类综合题.这类问题通常以几何图形（或将图形坐标化）及函数图象为背景，辅助于图形的运动与变换（平移、旋转、对称）手段，融人函数（包括锐角三角函数）、方程、不等式等代数的核心知识，来综合考查学生运用所学的基础知识和基本技能、掌握的数学思想方法进行分析问题、解决问题的能力.题型大致可分为：（1）数、式与几何图形的综合问题；（2）平面直角坐标系中的几何运算问题；（3）方程、不等式与几何图形的综合问题；（4）函数与几何图形的综合问题，

解决代数与几何综合问题的基本思路：第一，要认真审题弄清问题的条件与结论.尽可能分析转化问题中的显性条件，挖掘问题中的隐含条件.第二，充分关注几何图形的结构特征，发挥几何直观的导航作用.对复杂图形我们要学会识图，从中发现并分离出能够帮助解决问题的基本图形，或添加适当的辅助线构造基本图形，以便联想基本图形的性质去解决问题.第三，根据综合题设计的结论分步探究的特点，我们要学会从题目中寻找代数与几何这两部分知识的结合点，进行“肢解”.转化为简单的代数或几何问题，发现解决问题的突破口.从而“化整为零，各个击破”.最后，要充分发挥数学思想和方法的引领作用.分析与综合、分类讨论、函数、方程、数形结合、归纳与猜想等都是解决这类问题有效的数学思想和方法，特别是数形结合思想――由形导数、以数促形，可以架起连接代数与几何的桥梁，实现数与形之间的相互转化，帮助我们另辟蹊径，曲径通幽.

历年来，全国多数地区中考试卷的“代数与几何的综合问题”大部分是以“解答题”的形式出现在最后三、四道题，难度较大，从河南省的近三年试卷来看更是如此.2015年我们既要注意通过探究线段长度满足的数量关系判断构成的特殊形状的几何图形（如等腰三角形、矩形、菱形、正方形）的开放性问题或解决有关几何图形的周长与面积的计算问题，更要关注平面直角坐标系中几何图形的有关计算问题以及以三种函数图象为背景与几何图形融合于一体，判断点、等腰三角形、特殊四边形的存在性问题.

重点题型例析

一、数、式与几何图形的综合问题

这类问题通过给出一组具有某种特定关系的数、式、几何图形或给出与图形有关的操作变化过程，要求通过观察、分析、推理发现其中蕴涵的数学规律，进而归纳或猜想出一般性的结论.

解决与几何图形有关规律的问题，我们应从分析图形结构的形成过程人手，从特殊到一般、从简单到复杂进行归纳猜想从而获得隐含的数学规律，并用代数式描述出来，进而解决相关的问题.

例1 （2014.荆门）如图1，在第1个A1BC中，∠B=300，A 1 B=CB；在边A1B上任取一点D，延长CA1到

二、坐标系中的几何运算

由于新课标对逻辑推理能力的要求有所削弱，一些高难度的纯几何问题被命题专家摒弃，取而代之出现了一类“坐标几何问题”，这类题目巧妙地将几何图形置于平面直角坐标系中，将图形坐标化，通过点的坐标来体现图形中线段的长度，或给出图形中线段的长度来确定图形顶点的坐标或满足某种条件的特征点的坐标，并辅助于图形的折叠、平移、旋转等变换手段，巧妙地将几何和代数知识糅合在一起.解决这类问题要掌握图形变换的基本特征，关注动点与静点之间形成的特殊关系，挖掘几何图形的性质，进而利用直角三角形的勾股定理、锐角三角函数进行计算，或运用三角形的全等、相似构造方程求解.

例2（2014.攀枝花）如图2，以点P（-l，0）为圆心的圆，交x轴于B、C两点（B在C的左侧），交y轴于A、D两点（A在D的下方），A D=2、/3，将ABC绕点P旋转1800，得到MCB.

（1）求B、C两点的坐标.

（2）请在图中画出线段MB、MC，并判断四边形ACMB的形状（并说明理由），求出点M的坐标.

（3）动直线l从与BM重合的位置开始绕点B顺时针旋转，到与BC重合时停止，设直线2与CM的交点为E，点Q为BE的中点，过点E作EG BC于G，连接MQ、QC.在旋转过程中∠MQG的大小是否变化？若不变，求出∠MQG的度数：若变化，请说明理由.

反思：本题是将人教版九年级数学教材第24章“圆”复习题第122页第1题垂径定理的基本图形与第80页的例题1巧妙融合在一起，然后放到平面直角坐标系中，并通过给出圆心的坐标与弦长，改编成探究直径端点的坐标及中心对称图形顶点的坐标.第（3）问则是命题专家为考查同学们在运动变化的过程中探究问题的思维能力而利用直线旋转设计的一个角度“变与不变”的问题.

本题考查了垂径定理、勾股定理、全等三角形的判定与性质、直角三角形的性质、矩形的判定与性质、圆周角定理、特殊角的锐角三角函数、图形的旋转等知识点，其中渗透了中心对称的思想，证明四点共圆的方法.

解决本题的关键是能在较复杂的图形中识图，发现解决问题所需要的基本图形，如本题第（1）问垂径定理的基本图形及由圆心到弦的垂线段、半弦、圆的半径组成的RtPOA.

第（3）问探究∠MQG的大小是否变化，是本题的难点，难在直线l旋转导致∠MQG的顶点的位置始终在变化，干扰了同学们的解题视线，为突破这一难点我们应抓住变化中的不变量――两个直角三角形且有公共的斜边BE，从而利用“直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半”获得点E、M、B、G到点Q的距离相等，进而发现圆心角∠MQC与圆周角∠MBG的关系，为定值的发现扫清了障碍.

三、方程、不等式与几何的综合问题

以几何图形为背景融人点的运动与图形变换的一类问题，巧妙把代数中的方程与不等式“镶嵌”其中构成了中考压轴题的另一道风景线.解决此类问题要学会辩证看待“运动”与“静止”的相互关系，利用运动过程中某一瞬间静止的位置，动中窥静，以静制动，抓住图形的特殊位置，明晰图形之间的内在联系.当探究有关图形中变量之间的关系时，可建立函数模型或不等式模型求解；当探究特殊位置关系或数值时，可建立方程模型求解.其中直角三角形的勾股定理、相似三角形中的比例线段、等腰三角形、特殊四边形的边之间的相等关系都为我们构建方程提供了有效的等量关系.

例3 （2013.苏州）如图6，点0为矩形ABCD的对称中心，AB=10 cm，BC=12 cm，点E.F、G分别从A、B、C三点同时出发，沿矩形的边按逆时针方向匀速运动，点E的运动速度为l cm/s，点F的运动速度为3 cm/s，点G的运动速度为1.5 cm/s，当点F到达点C（即点F与点C重合）时，三个点随之停止运动.在运动过程中，EBF关于直线EF的对称图形是EB’F设点E.F、G运动的时间为t（单位：s）.

（1）当t=______ s时，四边形EBFB’为正方形.

（2）若以点E、B、F为顶点的三角形与以点F.C.G为顶点的三角形相似，求t的值.

（3）是否存在实数t，使得点B'与点0重合？若存在，求出￡的值；若不存在，请说明理由.

反思：本题以矩形为载体设计了三个质点在三边上运动的情形，其中渗透了轴对称的思想、方程思想，融合了相似三角形的判定与性质、勾股定理、一元一次方程、一元二次方程的解法等知识点.第（1）问需要应试者实现从三角形到正方形的思维跨越，即只有等腰直角三角形沿斜边翻折才能构成正方形，从而顺利发现蕴涵的棚等关系.第（2）问由于给出的相似三角形的对应点顶点小确定，应分类求解，更应引起同学们注意的是动点运动的时问的取值范围不可忽视，这也是解决这类问题对求的结果进行取舍的一个重要依据，否则将会导致错误的结果，第（3）问是探索存在型问题，解决这类问题一般先假设满足条件的实数、图形（点、线等）存在，然后结合题目提供的条件与图形的性质，进行计算与推理，如果导出互相矛盾的结论，就可判定不存在，反之则成立.

四、函数与几何的综合问题

几何图形与函数巧妙地融合渗透的学科内综合问题，把“形”与“数”达到了完美结合，被推向中考压轴题的位置.

这种题型命制方向有两个：

其一，凶为几何图形中一些量可以度量，线段的长度之问、线段与图形的周长或面积的大小之间隐含着内在的对应变化关系，这个关系可用函数的解析式来表示.解决此类问题的关键是能够洞察图形特有的结构特征，充分挖掘几何图形所具有的性质，列出包含两个变量的相等关系式，再变形为相应的一次函数、二次函数及反比例函数，进而利用函数的性质求得问题的答案.

其二，几何图形常以函数图象间的交点、图象与横、纵坐标轴的交点、原点为顶点所构成，隐蔽性、迷惑性较强，但其几何图形所反映出的性质却对解决问题具有至关重要的作用，解决此类问题我们要学会识图适当添线使隐含的特殊三角形、四边形、圆等拨“云”见“日”，充分发挥儿何的直观作用，利用数形结合思想沟通函数与图形的性质，并辅助于方程思想，准确计算与推理、分析判断与取舍，进而达到问题的最终获解.

例4 （2014.绵阳）如图8，矩形ABCD中，AB=4，∠AD=3，把矩形沿直线AC折叠，使点B落在点E处，AE

反思：本题来源于人教版数学八年级上册第3章《轴对称》“等腰三角形”一节第79页的一道练习题及人教版九年级数学下册第27章《相似》“复习巩固”第58页“拓广探索”的第11题，同时将课本中锐角三角形变为直角三角形，将内接正方形拓展为内接矩形，巧妙地将两道习题拓展后的图形融合到一个矩形的折叠的情境中，改编成探究内接矩形面积的最值问题，

质点运动学问题篇7

    复习是引导学生对学过的知识进行重构、整合,实现知识与能力的再提高过程,是提高课堂教学质量的重要措施.在实际教学中,多数老师往往采用灌输式方式对知识体系进行回顾,之后让他们盲目地陷入机械式的题海战.这种被动的复习课堂缺乏生机和活力,学生的参与热情和思维的积极性难以唤醒,如此很难让学生真正达到对所学知识加深巩固、理解,更谈不上学习成绩和能力的提高.近几年在建构主义新课改理念的召唤下,笔者认为问题驱动式教学不失为一种行之有效的复习策略.它可以摈弃传统复习的“题海战”,还能激活学生内在的学习动力,深化对知识的理解,建构科学的知识体系,进而培养学生的思维能力和自主学习能力.

    2问题驱动式教学

    问题驱动式教学是一种以问题的探索、解决以及知识的应用为主的教学,它强调把学习设置到复杂的、有意义的问题情境中,通过让学生合作解决真实性问题, 来学习隐含于问题背后的科学知识,形成解决问题的技能,并形成自主学习的能力.与其它教法相比,其实质是在教学过程中要紧紧围绕问题,以问题为主线贯穿课堂教学的过程,引导学生开展合作解决问题,并在巩固迁移、拓展延伸中再生问题,有效地培养学生的问题解决能力和学习能力.由此可见,问题驱动式教学充分体现了学生的主体地位,有效激发了自主学习的主动性和积极性,发展有效的问题解决技能、自主学习和终生学习的技能,进而提高课堂教学效率.那么,作为问题驱动式的复习课教学,主要将概念、规律渗透到问题中,以问题解决的方式开展教学.这样的复习教学不是简单知识点的重复,而是对知识点重新组织和运用,让学生在问题的解决中辨析疑难知识点,建构完整的知识结构体系,进而发展智力、培养技能,提高思维能力和问题解决能力.因此,结合教学实践,笔者以牛顿第二定律复习课教学为例,谈谈问题教学在复习课中的运用.

    3问题驱动式教学的课例

    牛顿运动定律是整个力学知识的重点内容之一,内容较多.而解决动力学的两类基本问题是本章的核心知识,也是考试的重点和难点.为了有效复习牛顿第二定律的应用问题如图1,先将学生置于一般化的问题情景中,引导他们自主解决问题.在解决问题过程中,注重引导他们从解决变式问题中归纳出解决问题的基本方法.然后在此基础上,从生活场景中提炼出物理问题,让学生学会建构物理模型,并运用基本方法、技能加以解决,让他们在解决问题的过程中得到思维的培养和能力的提升.

    例1质量为m的物体在外力F作用下沿水平面做加速运动如图2所示.

    问题1若水平面光滑,求物体在以上三种情况,其加速度分别为多大?

    问题2若水平面粗糙,动摩擦因数为μ,则物体的加速度分别为多大?

    问题3在以上三种情况中,若其作用在物体上的外力F大小相等,则哪种情况下的加速度大呢?

    问题4在我们实际生活中,有哪些情景跟上面的实例相似?能否结合上面的结论,谈谈生活中拉购物车与推购物车有何体会?

    变式如图3,设拖把头的质量为m,拖杆质量可忽略;拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ,重力加速度为g,某同学用该拖把在水平地板上拖地时,沿拖杆方向推拖把,拖杆与竖直方向的夹角为θ.若拖把头在地板上以加速度a向前移动,则推拖把力的大小?

    设置以上问题让学生思考,先回答前两问题,在回答中引导他们从求解过程中提炼出求解加速度的基本步骤:第一步,先确定研究对象;第二步,对研究对象进行受力分析画出物体受力图;第三步,建立坐标系,根据牛顿第二定律列方程并求解;上述的一题多问是拓宽思路的先导,使设问逐渐加深,引导思维逐渐深化,有效地培养学生思维的深刻性.再通过问题3、4的引导,让学生学习知识并达到了由此及彼、举一反三的目的,对牛顿第二定律运用的掌握变得更加容易.最后通过设置“拖把拖地”物理问题情境,将学生引入生活情境的探究中,激发学生学习的兴趣,培养学生把生活情境转化为物理模型的意识和能力,从而提高将物理知识应用到实际生活中的能力.

    例2如图4所示,在一辆无限长的小车上,有质量分别为m1和m2的两个小物块(m1>m2)随车一起向右匀速运动.设两滑块与小车间的动摩擦因数均为μ,其它阻力不计,当车突然停止, 问:两滑块一定会相碰吗?

    问题1若μ=0,两滑块一定会相碰吗?为什么?

    问题2若μ≠0,则两滑块在接触面上的加速度分别为多少?

    问题3结合问2,思考质量不同的物体沿同一粗糙水平面自由滑行,则其加速度有何特点呢?

    问题4若μ≠0,那么题中的两滑块一定会相碰吗?为什么?

    问题5结合本题,你能否说说牛顿第一定律的内容是什么?牛顿第二定律的内容是什么?牛顿第一定律是不是牛顿第二定律的特例呢?

    当接触面光滑时,则物体不受力,是用牛顿第一定律来解释;若有摩擦情况下,需用第二定律来求解,因此这两种情况的分析角度完全不同.本题的训练有助于学生深刻理解牛顿第一定律与牛顿第二定律的内涵即牛顿第一定律指出改变物体运动状态才需要力即定性定义了力的概念,而第二定律是在此基础上进一步指出在力的作用下物体的运动是如何改变的.另外,牛顿第二定律是关于个别物体因果性的规律,而牛顿第一定律却与个别物体的因果性无关,它是存在之状态的表述,与特定的时间无关、无瞬时性的.所以第一定律不是第二定律的特例,它和第二定律从互相独立又互相补充,从不同的角度共同揭示着物体运动的规律.通过解决以上这些问题,加深对物理规律和过程的理解,提高应变能力,达到举一反三、触类旁通的效果.

    问题6若质量不同的物体沿同一粗糙斜面自由滑行,则其加速度又有何特点呢?

    变式小孩从滑梯上滑下的运动可看作匀加速直线运动.质量为M的小孩单独从滑梯上滑下,加速度为a1;该小孩抱着一只质量为m的小狗再从滑梯上滑下,加速度为a2,则加速度为a1和a2的关系如何?

    通过追问进行变式训练,避免了学生在解题过程中机械套用公式的弊端,对学生分析问题、解决问题的能力提出了更高的要求.尤其是以实际生活为背景材料设计一系列能体现物理规律的实践活动,能使学生从亲身感知中体会物理规律的具体内容,有利于学生深化理解物理规律的本质,掌握物理思维方法,更为重要的是能激发学生的问题意识,培养学生的知识迁移能力和发散思维能力.

    例3如图5,把一个质量是2 kg的物块放在水平面上,用12 N的水平拉力使物体从静止开始运动,物块与水平面的动摩擦因数μ为0.5,物块运动5 s末撤去拉力,g取10 m/s2.求: (1)拉力撤去之前和撤去拉力后物体加速度分别为多少? (2) 5秒末的速度为多少? (3)物体运动的总位移为多大?

    问题1物体在整个过程中做什么运动呢?

    问题2可将物体的运动过程分几个过程分析?

    在问题1、2的启发下,学生基本能用公式法顺利解答出本题 (解答过程略),但在解题过程中书写公式凌乱,缺乏连贯性.

    问题3学生2解题的结果是正确的,但在解题书写过程有没有需要完善的地方呢?

    大家一起讨论交流,得出本题规范解题的书写格式并将之板书在黑板上.从解题过程中提炼出一般规范解题的内容为画出必要的示意图,写出必要的文字说明、重要的方程式及演算步骤,并对解题结果要作适当的说明和讨论.同时强调今后解题必须要规范,规范解题有助于养成良好的学习习惯,提高思维能力.

    问题4结合上述解题过程,能否说出解答这类问题的一般思路是什么?

    在上述解题过程中总结归纳出解决动力学的解题步骤:第一步,先确定研究对象;第二步,对研究对象进行受力分析画出物体受力图或运动情况分析画出运动过程图;第三步,利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度;第四步,利用运动学公式或牛顿第二定律列方程求解并讨论.

    问题5本题除用公式法外,还有其他求解方法吗?比如能否利用v-t图象来求解呢?

    问题6对于这两种解题方法,你们有何启发呢?

    解法二图象法解题相对直观简单;解法一公式法比较复杂,所涉及的公式比较多.比较这两种解法,图象法能避免复杂的运算过程,直观描述物理过程,鲜明的揭示出物理量之间的关系,从而能准确而快捷地得出正确结论.解题中灵活运用图象法能使复杂的问题转化为简单的问题,起到化繁为简、化难为易的功效,不仅为快捷解题提供便利,更为培养思维品质开辟了途径.另外,处理多过程问题时,求解加速度改变时的瞬时速度为前后过程的联系量是解决问题的突破口.

    通过例3的一题多解,让学生体会从多层次,多角度思考问题,活跃解题思路,开阔视野,锻炼思维的敏捷性,提高思维能力和灵活运用各种知识解决问题的能力.这种训练是培养学生思维品质的灵活性的好方法,使学生熟练而灵活地运用物理知识、方法去解决实际问题.

质点运动学问题篇8

关键词：理想模型 教学 实例 分析

中学物理教材无论哪一部分的内容都是以理想模型为基础向学生传达物理知识的。理想模型是中学物理知识的载体，通过理想模型的教学来教育学生从中学会如何去科学抽象，即如何抓住主要矛盾，忽略次要矛盾；学会如何处理实际问题。当前我国正在推行素质教育，培养学生的能力是其中的关键，培养思维能力更是一切能力的核心。培养和提高学生分析问题和解决问题的能力是物理教学的目标之一。因此，要抓住每一个理想模型的教学过程，把它作为培养和提高学生科学能力的一次实际锻炼，让学生从中学到一些在其一生起作用的思想方法和物理知识。而理想模型在物理习题中的应用又是理想模型教学中的一个重要环节。

一般的物理习题都是拟题者根据自己头脑中的一个理想化物理模型，结合某些问题情境和物理条件而拟定出来的。解题过程就是还原拟题者物理模型的过程，也就是把实际问题抽象化，把具体问题模型化，把具体问题抽象成熟悉的典型物理问题的过程，这种模型化方法是物理解题中的一种普遍方法。

1 物理模型知识综述

物理学所分析研究的实际问题往往很复杂，为了着手分析与研究，物理学中常常突出主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际问题进行科学抽象化处理，用一种能反映原物本质特征的理想物体（过程）或假想结构，去描述实际的事物，这样的物体称为“理想模型”。

1.1 理想模型的起源

在亚里士多德时代，人们普遍认为运动是需要力来维持。而伽利略则认为运动不需要力来维持，为了证明自己的观点是正确的，伽利略做了这样一个实验：

让一个球沿斜面滚下，这样球的速度将增大。若是给这个球一个起始推动让它沿斜面向上滚，它会慢下来（然后停下来并回头向下滚）。假设斜面近于水平，如果让一个球沿斜面滚，则这个球很容易慢下来并停止，即使它是向下滚。伽利略认识到这种减速是由于斜面和球表面不光滑所造成的，也就是说是由于摩擦造成的。伽利略实验的关键一步是假设没有摩擦，即假设斜面和球表面光滑，则物体一旦具有某一速度，就将一直保持这个速度运动下去。伽利略第一次将这个小球的运动过程通过假设而理想化，并得出在这种理想化条件下的结果。所以，伽利略是物理学中的“理想模型之父”。

1.2 物理模型的归类

1.2.1 物理对象模型化

即把物理问题的研究对象模型化，如质点，舍去和忽略实际物体的形状、大小、转动等性能，突出它所处位置和质量的特性，用一个有质量的点来描绘，这是对实际物体加以简化的结果。类似质点这样的客观实体模型还有：刚体、完全弹性体、理想气体、点电荷、薄透镜、弹簧振子、单摆、理想二极管、理想变压器、理想电压表和理想电流表等等，都是将物体本身理想化的结果。另外还有一些如点光源、近轴光源、电场线、磁感线、流线等，是人们根据物理对象的物理性质、用理想化图形来模拟而成的概念，如光线就是用带箭头的线段来表示的理想化概念。

1.2.2 物理状态和物理过程模型化

即把研究的物理对象的实际运动过程进行近似处理，排除其在实际运动过程中的一些次要因素的干扰，使之成为理想的典型过程。

如质点各种运动中的典型模型：自由落体运动、匀速直线运动、匀变速直线运动、简谐运动、完全弹性碰撞；又如电学中的稳恒电流、等幅振荡；热学中的等温变化、等容变化、等压变化等。

1.2.3 物理条件模型化

即排除物体所处的外部条件的次要因素，突出主要方面。如“接触面光滑”、“绝热”等等。

理想模型是否反映客观实际，还需要经受科学实验的检验。物理课本中保留下来的理想模型都是经受实践的检验，得到了大家的公认。

1.3 理想模型的特点

1.3.1 理想模型是从具体事物中抽象出来的一种绝对理想形态，具有科学的推测性。

理想模型是一种科学概念，但不同于一般的抽象概念，是形象思维的结晶，是建立在抽象的科学思维中的一种简化了的图式、图象、符号。利用理想模型与原型之间的结构、功能、性质方面的相似性，以它代表原型，通过一定的理论，原理和规律来表征原型的各种变量的变化规律。物理学中最典型的一个理想模型是质点。质点的概念是从具体的事物中抽象出来的。人们从车的运动、石块的下落、船的航行等现象中研究机械运动，在研究的问题中，车、船、石块等的大小和形状并不重要而可以忽略，这样就可以把车、船、石块等可以看成质点。质点作为一种理想化的模型，许多实际物体的运动可以用质点的运动来表示，它反映了这类运动物体的共性。所谓刚体，也是当物体（如杠杆、支架）的形变在所研究的问题中可以忽略时而抽象出来的理想化模型。在一定条件下，引入抽象化理想化的模型是物理学中的重要的科学分析方法，理想化模型是事物本身经过科学抽象成为的理想研究对象。

1.3.2 理想模型是理论上的一种假设，突出了物质结构原型的本质特征。

理想模型是理论上的一种假设，是不存在的，是对客观事物及其变化过程的一种近似反映，突出地放映了客观事物的某一主要矛盾和主要特征，反映了某一过程的主要因素和主要运动方式，而忽略了其它次要方面。

通过以上几例分析可得，复杂的综合题往往由多个相关的物理模型组成，只有准确还原设计题目时所依据的理想模型才能在解题者头脑中形成清晰的物理图景，理清正确思路顺利解题。

质点运动学问题篇9

一门学科的定义、研究对象以及学科性质是学科确立的几个重要因素。其中，定义是一门学科存在的基础，又是一门学科发展的条件。研究对象决定该学科的基础、学科的性质、研究内容、体系结构等基本问题。可以说，明确研究对象是任何一门学科的首要问题，也是一门学科区别于其他学科的重要标志。学科性质是一门学科本身所具有的、区别于其他学科的特征。

1997年，国务院学位办颁布的《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》中把体育学列为教育学门类下的一级学科，并本着“科学、规范、拓宽”的原则，将原体育学中的11个二级学科合并为运动人体科学、体育教育训练学、体育人文社会学、民族传统体育学等4个二级学科。其中，体育教育训练学是由传统的体育教学理论与方法和运动训练学两门学科组合而成的交叉性的综合学科。这标志着体育教育训练学首次作为一门单独的学科出现在体育学学科体系之中。作为一个二级学科，体育教育训练学是体育学研究领域的进一步分化，也是其所属三级学科的“母学科”，对其所属三级学科的研究起到指导性和规范性作用。从目前的研究现状及成果看，作为一门独立的学科，体育教育训练学自身的基本理论研究还相当匮乏，特别是对其学科概念、研究对象、学科性质等学科规范方面的系统性成果不多。因此，分析界定体育教育训练学的定义、研究对象及其学科性质对于该学科的建设发展具有重要的理论与现实意义。

1 体育教育训练学的定义

体育教育训练学是在体育教学与运动训练长期实践的过程中形成和发展起来的一门学科。这一称谓是在1997年国务院学位委员会颁布的《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》（以下简称1997年的学科专业目录）中第一次出现，它是体育学下属的四个二级学科之一，是由此前体育教学理论与方法及运动训练学两个二级学科合并而成。它是一门独立的学科，以体育教学与运动训练活动作为其产生的前提条件、基础和源泉。换句话说，体育教育训练学源于体育教学与运动训练的实践，其建设和发展也依赖于体育教学与运动训练实践。它是对体育教学与运动训练实践活动进行理性思维而形成的一门学科。同时，体育教育训练学是关于体育教学与运动训练丰富实践经验的理论概括，是体育教学与运动训练的知识体系，对于体育教学与运动训练实践具有普遍的指导意义。

1997年颁布的《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科专业简介》给出了体育教育训练学的基本定义：体育教育训练学是研究体育教学与运动训练的基本理论与方法的学科。通过体育教学与运动训练的基本理论与方法的研究，指导各个运动项目的技、战术学习和教学训练过程的组织实施。

黄汉升（2003）认为：体育教育训练学是一门研究体育领域中体育教育教学与运动训练一般规律的学科。体育教育训练学旨在通过对体育教育教学与运动训练的基本理论和方法的研究，指导如何通过体育活动达到育人和增进身心健康的目的，指导各个运动项目的技、战术学习与教学训练过程的组织实施，研究体育教育教学与运动训练的基本特征及其发展规律。［1］

综合体育教学与运动训练的历史演进、1997年学科专业目录中有关体育教育训练学的表述以及黄汉升教授对体育教育训练学下的定义等各方面信息，体育教育训练学可以定义为：体育教育训练学是研究体育教学与运动训练问题的学科。体育教学与运动训练实践是体育教育训练学的主要研究对象，换言之，体育教育训练学的研究内容涵盖体育教学与运动训练两大领域，涉及体育教学与运动训练的对象、内容、方法、组织实施等各个方面。

2 体育教育训练学的研究对象

科学研究的对象是围绕我们的物质世界及其在人的意识中反映的形态。研究对象不依我们的意识而存在，根据研究的目的进行选择并组成认识的客体。［2］任何一门学科都必须具有自己独立的研究对象，这是一门学科赖以生存的基础，研究对象决定该学科的基础、学科的性质、研究内容、体系结构等基本问题。可以说明确研究对象是任何一门学科的首要问题，也是一门学科区别于其他学科的重要标志。

研究对象的界定既不能过于宽泛、抽象，也不能过于狭隘、具体，要在抽象与具体之间找到平衡点，这是界定研究对象的前提条件。

关于体育教育训练学的研究对象问题，以往的研究很少涉及。

在1997年版的《学科专业目录》中，体育教育训练学的研究对象界定为体育教学与运动训练的基本理论与方法，使得研究范围变窄。因为，所谓理论，就是脱离个别事物的一般化，脱离具体事例的抽象。理论一般相对于“事实”而言，是对“事实”的抽象和概括。其基本要素是概念和解释。方法是指为达到某种目的而采取的途径、步骤、手段等。在体育教学与运动训练的实践中，还有大量的现象和问题不属于理论与方法的范畴。同时，除了基本的理论与方法，是否还有具体的理论与方法。因此，这种表述不太严谨。

王晓东认为，体育教育训练学的逻辑起点是运动技能教育。［3］逻辑起点是一门学科逻辑结构的起始范畴，是该学科理论体系的始自对象，对于一门学科的研究对象有直接的影响，并起制约作用。但从体育教育训练学的历史和现状中，并不能推导出运动技能教育是学科的源头，也不能成为联系学科各范畴的关键点。显然，除了运动技能的学习以外，体育教学与运动训练还把体能训练（或身体素质训练）作为重要研究领域和工作内容。

黄汉升教授（2003年）从矛盾特殊性的视角出发，指出，体育教育训练学是针对体育教育教学和运动训练中独特的运动矛盾进行研究，其研究对象是体育领域中的体育教育教学与运动训练实践的科学问题。［4］本研究更倾向于黄汉升教授的观点。当代西方最有影响的哲学家卡尔?波普尔认为，科学和知识的增长永远始于问题，终于问题——愈来愈深化的问题，愈来愈能启发新问题的问题。［5］从科学分化出的学科其最终的目的也是解决实际问题（美， l?劳丹）。当然，并不是所有的问题都能成为学科的研究对象，它必须是科学问题。科学问题是指科研人员基于特定的科学知识背景和特定的认知目的而提出的关于科学认识和科学实践中需要解决而又尚未解决的矛盾或疑难。［6］因此，本研究认为，体育教育训练学的研究对象是体育教育与运动训练实践中的科学问题。但这一界定仍然存在过于宽泛之嫌，因为，体育教学与运动训练都是非常大的概念，它们是实现体育目的的手段或途径，而这些手段和途径必须通过一定形式的身体活动或锻炼行为来完成，而这些活动和行为恰恰是通过一个个运动项目来完成。

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由此，我们给体育教育训练学一个更为具体的研究对象，即：运动项目教学与训练实践中的科学问题。为什么前面加一个“运动项目”作为定语·首先，任何体育教学和运动训练的展开，都离不开一个具体的运动项目，无论这个项目是奥运项目，还是非奥运项目，是西方的体育项目还是东方传统的项目，是正式的运动项目，还是自发的锻炼方式，是复杂的还是简单的。换句话说，没有运动项目就没有体育教学和运动训练，离开项目谈教学、训练就是无本之木，无源之水。其次，在体育教育训练学研究生培养的实践中，多数院校是按照运动项目来划分专业方向。研究生们在各专项的教学与训练中发现问题，研究问题，揭示规律，解决问题。第三，在一些体育教育训练学的专著中，研究内容也多以运动项目的教学和训练为主。

3 体育教育训练学的学科性质

3.1 体育的本质

3.1.1 体育概念的整体观

关于体育概念和本质的讨论由来已久，但历经百年，仍然没有定论。

早在1917年，毛泽东就在《体育之研究》一文中对体育的本质以及德、智、体三者之间的关系做过精辟的分析。他指出：体育者，人类自养其生之道，使身体平均发达，而有规则次序之可言者也。他还倡导，体育一道，配德育与智育，而德智皆寄于体，无体是无德智也。［7］在这里，毛泽东把体育看作是教育的一项重要内容。

上世纪70年代起，各种争论继续，概括起来有几个重要的观点，一个是教育说，即体育的属性是教育。美国的《韦氏大辞典》对体育的定义是：“体育是整个教育的一个方面，它采用运动活动和有关经验从心理上、体力上、道德上、精神上和社会上来使个人充分发展，使他成为国家和世界上的一个有用的公民。”前苏联《体育百科全书》(1963年版)也有类似的界定：“体育，整个来说，是教育的一个方面，是体能全面发展，形成和提高人的生活中主要运动技能和本领的有计划过程。”任杰等认为，体育在本质上不是一种通过身体而是一种针对身体的教育，他的独特功能是育体。［8］二是社会活动说，认为体育的本质必须从教育和文化两个范畴来认识，同时，体育不仅具备生物学特征，而且还具备社会学特征。［9］三是技能说，例如费尔辛(1967)和齐柯勒(1968)的定义认为，“体育是把运动作为一种技艺、科学和有意义的过程来进行学习。(费尔辛)” ；“体育的普遍定义是作为志愿和有目的的人类运动的技艺和科学。(齐柯勒)”［10］。第四，生活说。卢元镇认为，虽然有一部分体育技术从生产劳动技术移植而来，体育也可以作为传授劳动技能的辅助手段，但是体育的本质是属于生活的。［11］本文同意第二种观点，即体育是一个大的概念，给它下定义既要有符合定义的逻辑，又要结合当前的体育实践，不能仅从字面意思来臆断。体育界的前辈熊斗寅先生在1996年给体育下过定义：体育是一种复杂的社会文化现象，它以身体与智力活动为基本手段，根据人体生长发育、技能形成和机能提高等规律，达到促进全面发育，提高身体素质与全面教育水平，增强体质与提高运动能力，改善生活方式与提高生活质量的一种有意识、有目的、有组织的社会活动。［12］本文基本认可这个定义的基本内容，但该定义过于强调了体育对人的作用，而忽视了现代体育对于社会、国家的价值和功能，同时，作为一个定义，内涵过于具体，外延相对就会越窄。因此，这个定义是不完整、不全面且过于具体的。本文给体育一个新的定义：体育是以身体与智力活动为手段，以增强人的体质，促进人的全面发展，丰富社会文化生活，创造物质和精神财富为目的的一种有意识、有组织的社会活动。

3.1.2 运动是体育的核心

与体育密切相关的一个概念是“运动”，人们常常把体育和运动放在一起，那什么是运动，体育和运动的关系又是什么·现代汉语词典中，运动是一种涉及体力和技巧的由一套规则或习惯所约束的活动，通常具有竞争性。在体育领域，运动一是泛指身体活动的过程；另一个含义是指体育的手段，其中包括各种游戏和专门的运动项目。在辞海中，运动是从事体育活动的基本内容和方法。包括旨在促进身体正常发育和充分发展身体机能的各种锻炼方法和活动项目。［13］可见，运动既指称锻炼方法又指活动项目。

在体育学者的眼中，体育和运动的关系同样密切。李宗浩认为，只要是体育，必然离不开身体运动。没有身体运动的体育和体育离开身体运动都是不可思议的。所以我们称身体运动为体育的核心手段。［14］唐炎等认为，“运动”是构建“体育”的一个核心要素，用当前广泛流行的博弈论话语来说，运动是体育的“关键加入者”。［15］韩丹在研究了1974年国际体育名词术语委员会编定的《体育与运动词汇》中关于体育与运动的一些概念后指出，人的运动就是人的运动动作总称，是体育和竞技的行为根本和逻辑起点。［16］还有的学者认为，运动是体育的核心和基本手段，没有运动，也就无所谓体育。茅鹏谈到，运动是体育的资源，没有运动就没有体育。运动客观地给体育提供着生生不息的无穷活力。［17］常先厚认为，国人为了达到强化体能的愿望，从而以各种“运动”作为内容，通过运动达到“育体”的目的。［18］陆作生给体育进行了重新定义：体育就是为更好地实现运动价值，而不断提高或展现运动水平的文化活动。尽管本文不赞同这个定义，但他把运动作为体育核心部分的观点还是值得借鉴的：那么体育的(本质)内涵究竟是什么呢·即使暂时还不能准确回答，我们也能认识到这(本质)内涵应突出“运动”这一概念，体育不是因运动不断发展变化而产生的吗·现在这些体育活动不也没离开运动吗·［19］

综上所述，运动是体育实践形态中最重要、最核心的部分，是体育最基本最主要的实践手段。可以说，没有运动，就没有体育。［20］而运动项目是运动的具体形式和表现，它包含了体育的基本内容，也反映了体育的基本特点。一个个鲜活的运动项目才是体育区别于音乐、舞蹈等其他社会文化活动的核心和根本。转贴于

3.2 体育学的性质

上世纪八十年代，体育界对体育学的学科属性问题进行过深入的探索和讨论，最终，多数人的意见是，体育具有自然属性和社会属性，体育科学中存在着自然科学和社会科学的多种学科，体育科学是一门综合性科学。［21］近年来，仍有很多研究者对体育学的性质进行探讨，有人根据《中华人民共和国学科分类与代码国家标准》中体育学归于人文社会科学门类下这一定位，指出，体育学研究的对象是体育，体育并不是单纯的人体的生理运动的自然现象，而是以人体运动为基础的人文社会现象。因此，以体育人文社会现象为研究对象的体育学，应归入人文与社会科学门类。［22］田野等认为，体育科学是研究体育现象、揭示体育内部和外部规律的一个系统的学科群。体育科学研究的主体是运动的人体，因此，体育科学是一门综合性学科，研究领域涵盖自然科学和人文社会科学的相关领域。［23］

在1997年的《学科与专业目录》中，体育学是教育学门类下的一级学科，具有教育学的属性。

张岩认为，体育学没有自己的核心学科。体育科学体系众多体育学科的产生，是由于自然科学、社会科学的理论与方法散发、辐射至体育领域，与体育实践、体育现象及体育学的经验材料相结合的结果，也就是运用自然科学、社会科学多学科的理论与方法研究体育现象的成果。体育科学体系结构的这一特点表明，体育科学的几乎所有学科，体育科学体系整体上具有跨学科的交叉科学性质。［24］综上所述，虽然体育学的属性问题一直没有定论，但多数的学者认同体育学是一门综合性学科，或者是一个系统的学科群。然而，作为一个被众多学科分类体系所承认的独立的学科，体育学的存在一定有其历史的必然性，其学科的性质及其体系应该是明确而具体，且层次清晰的。如前所述，运动是体育的核心要素和基本手段，运动项目包含了体育的基本内容，因此，与其说体育关注的是人的身体的发展，不如说体育是以运动为核心，通过一个个鲜活的运动项目来为人提供健身、娱乐服务，为社会创造物质财富。以此为逻辑起点来定位体育才更为贴切，也更符合体育的特点，也正是体育学区别于其他学科的一个最重要的特征。

3.3 体育教育训练学的学科性质

学科性质是在学科分类基础上对某一学科基本形态与本质特点的界定。有两种界说学科性质的思维路径：其一，依据学科理论来源或者依据学科功能；其二，该门学科是基础理论学科还是实践应用学科·

1997年的《学科与专业目录》中，体育学分为体育教育训练学、运动人体科学、体育人文社会学和民族传统体育学。尽管四个二级学科是并列的关系，但综合其研究对象，研究内容以及学科属性等几方面特点看，它们还是有性质和层次差别的。

在这四个二级学科中，体育人文社会学是应用人文社会学的研究方法对体育这一社会现象进行研究，旨在从理论上提出有关体育决策的建议，并在建立和完善我国体育方针、政策、法规和制度等方面发挥重要作用。运动人体科学是生理学、解剖学、生物力学、医学等在体育领域的渗透和发展。它们显然具有各自母学科的性质和特点。民族传统体育学是研究中华民族传统体育的理论与方法体系的学科群，它以武术、气功、养生以及其他民俗传统体育为研究对象，用科学的方法进行挖掘、整理和创新，并使之发扬光大。有人认为，民族传统体育学应归属于人文社会学科，因为它更多地从民族学和传统学、体育学的角度进行研究，而当前这三个学科当归入社会科学的范畴内。［25］但也有作者认为，民族传统体育学是一门超级交叉学科，很难说是归属那一门类，因为它不仅包含着和其他体育项目一样的教育学和训练学理论与方法，且需要借助体育人文社会学和运动人体科学的理论与方法进行研究，可以说涵盖了其他三个体育学二级学科的所有理论，更有他自身独特的一套技术和理论体系。［26］总之，民族传统体育学科的领域不仅包括自然科学学科所涉及的各种运动技术的应用性研究、传统体育的人文社会研究和与其它领域相融合的综合性研究，同时，它还具有不同于现代体育的多样性和复杂性。民族传统体育学是以体育学、民族学和人类学为基础，综合了它们的理论和方法为自己的方法论，并密切联系社会学、生态学、考古学、历史学、宗教学、经济学、教育学等学科，对我国民族的传统体育文化进行研究，它是一门人文社会学科性的、综合性的交叉性学科。［27］

上述分析可以看出，除体育教育训练学外的三个二级学科，要么是其它成熟学科在体育学的渗透和深入，要么是运用其它学科的理论、方法研究体育实践中的问题。都不是体育学所专有的、独立的本源性学科。

考察体育教育训练学的学科性质和特点，主要从三个问题展开：第一，体育教育训练学到底属于自然科学还是社会科学·第二，它是基础研究还是应用研究·第三，它在科学体系中属于哪个层次·

首先，在1997年的《学科专业目录》中，体育教育训练学是研究体育教学与运动训练的基本理论与方法的学科，是在体育教学理论与方法和运动训练多年发展过程中，于1997年两者结合而成的新学科。其学科研究范围为体育教学理论与方法和运动训练理论与方法。既然是教学与训练的理论与方法，体育教育训练学就更接近于教育学的属性。但这样理解是片面的，因为，体育教育训练学不同于教学论和教育学，它不仅研究教学和训练的理论与方法，它还研究作为教学内容的各个运动项目的技战术发展问题，而技战术问题的研究属于自然科学领域。因此，体育教育训练学是一门综合性的学科。

质点运动学问题篇10

[关键词]高中物理 课堂提问 启发

1 提问的启发性设计

要求提出的问题要能够激活学生的思维，引导学生去探究、去发现。提出的问题具有启发性。怎样的提问才能启发学生思维呢？

1.1 创设问题情境。做法是：应“慷慨”地提供思维加工的原料，通过回忆已有知识、演示实验、叙述现象、出示练习题、阅读资料、观察挂图、参观或其它实践活动等，用准确、清晰、简明的语言提出问题，充分发挥和调动学生的主观能动作用，达到“一石激起千层浪”的目的。如在讲授“机械波”第一节“波的形成和传播”时，首先做好绳波的实验和水波的实验，然后出示挂图。接着提出问题：“大家通过观察，谈谈形成机械波的条件是什么？”学生回答总结后，再提出问题：“机械波在传播中介质质点怎样运动？”学生有很多回答，其中有一种是“介质质点随波迁移”，我这时引导学生讨论，再观察水波和绳波实验，水和绳是介质，看看它们是不是随波迁移。接着举例：声波是机械波，介质是空气，声波在传播过程中如果空气随波迁移，会有什么后果，同学们一下子恍然大悟。通过观察、思考、讨论后最终得出正确答案：机械波在传播中介质质点不随波迁移，只在自己的平衡位置附近作振动。

1.2 利用矛盾，引起思索。要善于把教学内容本身的矛盾与学生已有的知识、经验间的矛盾作为设计问题的突破口，启发学生去探究”为什么”，把学生的认识逐步引向深化。在课堂教学中要善于把教材中既定的物理观点转化为问题，以展现知识的发生发展过程，借助具有内在逻辑联系的问题设计，促使学生思考，逐步培养学生自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，使学生真正成为意义的主动建构者。

2 提问突出重点

一堂课45分钟，不能都由问答式进行，也不可能对所有的问题都详细展开研究，提问的重点就是要将问题集中在那些牵一发而动全身的关键点上，问在最需要、最值得问的地方，以突出重点，攻克难点。对于课堂中的同类问题不平均用力，尽量做到前详后略，提高课堂效率。突出设问的重点应注意以下几点：

2.1 抓住教学重点，不在枝节问题上周旋。例如，学生在学习了电磁感应的知识后，对电磁感应中电能的来源产生疑惑。就在《电磁感应中的能量转化》一节的教学中设计了这样一些问题：为什么线框在非匀强磁场中的摆动会很快减弱？同学们很快想到：安培力做负功，机械能减少，机械能转化为电能。接着又问：能量又是如何转化的呢？然后和同学们一起讨论洛仑兹力的两个分力的作用。通过这些问题的层层设问和讨论，不断激发思维火花，使之成为有序的思维训练过程。

2.2 抓住知识的难点设问，有的放矢地帮助学生突破难点。如在学习了“牛顿第一运动定律”和“惯性”后，学生由于头脑中早已有了与亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的理论类似的观念，不能正确运用“牛顿第一运动定律”去解释原来已处于运动状态的物体在不受力的作用后的运动情况，设计了这样一个问题：“你坐在向前匀速直线运动的汽车里，将手中的钥匙竖直向上抛出，当钥匙落下时，是落在手里，还是在手后面？为什么？”引导学生克服“钥匙抛出后，虽然在竖直方向上做先上后下的运动，但水平方向上它还将保持抛出时钥匙随汽车一起做匀速直线运动的状态”这一认识难点。