陕西省榆林市清涧县清涧中学 718300
物理模型是在误差允许的条件下，对客观世界中许多实际物体和运动过程进行抽象、简化处理而得到的。它们有一定的适用范围和局限性，不注意就可能出现错误的结果。在具体教学中，通过课堂专题教学或平时课堂渗透，创设物理情景，让学生通过抽象、概括出物理模型，使学生由无意识的使用物理模型，变成有意识的识别和应用。接着通过情景迁移，让学生在情景各异的物理问题中，解决属于同一种或几种物理模型的系列问题，从而实现对知识、规律的本质性掌握。
案例:“动量守恒系统模型”应用：
“动量守恒系统模型”主要包括“人船模型”和“子弹击打木块模型”，下面分别来看它们的应用。
“人船模型”:它是指在水面阻力可以忽略的船上，人由船头走向船尾，由于人船系统水平方向动量守恒，故船会朝与人运动相反的方向运动一定距离。在不同情景下，只要原理与之相同，均可用人船模型的规律来解决。
该模型的特征为:当研究对象系统不受外力或某方向不受外力作用时，则系统动量守恒或某方向上动量守恒，该系统在运动的全过程中平均动量也守恒。由于相互作用前系统处于静止，相互作用后发生运动，则由动量守恒定律得:0=mv1-mv2，又运动时间相同，故有：0=mv1t1-mv2t2，即：m1s1=m2s2。
其中S1S2是系统中两个物体各自的位移（相对于同一参考系）。由以上式子可知，人船模型中两个物体朝相反方向运动，在任一段时间内，其位移大小和各自质量大小成反比。
例1：如图所示，静止的水面上停有一只小船，船长为L，船的质量为M，质量为m的人站在船头，当此人从船头走到船尾时，船移动的距离是多大？(不计水的阻力)
解析:人船系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒。
当人向右走时，船要向左移动，选地面为参考系，设船向左移动的距离为S1，人向右移动的距离是S2，则:Ms1=ms2，s1+s2=L，解得：s1= L，即船移动的距离是 Ｌ。
例2：在例1中，若船头和船尾各站一个质量为M1、M2的人，如图所示，当两人交换位置后，船将向哪个方向移动?移动多少距离?
解析:两人和船组成的系统水平方向动量守恒。设船向左移距离为S,则由图可知，两人交换位置后，质量为M1的人，向右移的距离为L-S, 质量为M2的人向左移的距离为L+S，系统动量守恒，有:0=MS+m2（L+S）-m1（L-S）。
解得船移动距离：S= Ｌ。
由于M1、M2大小关系不知道，船移动方向讨论如下：
(1)当M1>M2时，S>0，则船向左移动。
(2)当M1=M2时，S=0，则船仍然停在原处。
(3)当M1<M2时，S<0，则船向右移动。
例3:气球的质量M=200kg，载有质量m=50kg的人而静止在空中，人距地面高=20m，气球下悬有一根质量不计的绳子，此人想从气球上沿绳子下滑而安全着地，则这根绳子至少多长？(不计人的身高)
解析:人、球组成的系统在竖直方向上受合外力为零，竖直方向动量守恒。设人要安全着地绳子长度至少为L。选地面为参考系，人下滑过程的位移为H，气球的位移为L-H，则：M（L-H）=MH，L= H，带入数据得l=25m，即绳子至少长25m。
例4：一个质量为M，底边长为B的三角形劈静止在光滑的水平面上(如图所示)，有一质量为M，底面长为A的小三角形滑块，从斜面顶端无初速度地下滑到底端时，三角形劈移动的距离为多大?
解析:由题意可知M，M组成的系统水平方向动量守恒，当小三角块下滑时，三角形劈要向右移动，设劈相对于地向右移动S距离，则由图可知，滑块相对于地水平方向向左移动B-A-S，由动量守恒定律有：Ms=m（b-a-s），故有s= （b-a）。
“子弹击打木块模型”应用:
“子弹击打木块模型”是指由两个物体组成的系统，所受合外力为零而相互作用力为一对恒力的一类问题，以子弹水平射入置于光滑水平面上的木块为代表，其他情景各异、模型同属，称为“子弹击打木块模型”，典型情景如下图所示:
“子弹击打木块模型”问题具有下列主要的力学规律:（1）动力学规律:两物体的加速度大小与质量成反比，方向相反。（2）运动学规律:是两个做匀变速直线运动物体的追及问题或说是一个相对运动问题。（3）动量规律:系统的总动量守恒。（4）)能量规律:力对“子弹”做的功等于“子弹”动能的增量,并且“一对力的功”大小可用其中一个力的大小与两物体相对位移的乘积来计算。在处理“子弹击打木块模型”问题时，我们要注意模型特征的分析，领悟其丰富的内涵，举一反三，触类旁通，尽量作出最简答案。
论文作者:贺媛
论文发表刊物:《教育学》2018年10月总第156期
论文发表时间:2018/11/6
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