物理如何建模

A. 如何使学生建立物理模型

建立物理模型是物理学科解题能力的关键所在。我们常说物理习题你永远做不完，但物理的常见典型问题及方法必竞有限，只要注意题型方法的积累、归纳，就可以以不变应万变。而物理模型的建立就是实现这一目标的保证。建立物理模型，通俗的讲就是将实际中的具体的、表面纷繁复杂的物理问题，去除表面、深入本质，将其转化为简单的我们熟知的物理模型，这样就可以顺利地利用我们已有的知识、方法，去处理掉这一实际的问题。类似于我们常说的物理知识的迁移、运用能力。物理模型的建立，在教学中应注意三条： 1、深入挖掘原型，坚实基础。对各种物理典型问题，进行深入挖掘，从各方面全面、深入理解，为下一步的实际问题的分析提供足够的借鉴；2、抓住原型特征，识透本质。对各类物理典型问题，深入分析其深层次有特征，去除表面东西，真正抓住实质；3、特征扩大，合理延伸，迁移外展。在认清原型本质的基础上，将原型特征从特殊到一般，适当延展，诞生中很多的“类什么什么”，比如“类竖直上抛运动”、“类平抛运动”等等。有此实际问题本质上可能不是“真正的什么”，但只要它是“类什么”，我们就可以借用相同的思路、方法，达到灵活分析处理实际问题的目的。

B. 物理的建模思想能不能解释一下

就是为了研究物理规律，建立一个模型，抓住主要因素，忽略次要因素，方便得出物理规律的一种研究方法。 比如运动的模型有直线运动、曲线运动。直线运动包括匀速直线、匀变速直线，曲线运动包括一般曲线运动和特殊曲线运动。
比如平抛运动模型，其特点是初速度不为零，是水平方向，加速度为重力加速度g，轨迹是抛物线（对应抛物线方程）。
在真实的世界中，加速度严格为g，不受任何阻力是不可能的。轨迹是严格的抛物线也是很难达到的。这里就是忽略了次要因素（空气阻力等），建立的模型。
再比如质点——有质量的点。任何物体都是有体积的，体积大小都不可能是零，所以质点这个模型抓住了物体有质量这个主要特点，忽略了物体的形状、体积等次要因素。

C. 如何制作简易的物理模型

1、物理建模的话，研究过山车中的加速度和高度等一切东西
接着做出两个U型的小支架，指甲下面连着金属棒做支撑。金属棒用导线分别连接干电池两端。
最后是把线圈架在支架上，并且在下面或者侧面放一个磁铁，注意磁铁的摆放位置。完了，就这样～2、平抛运动模型

D. 怎么样建立物理模型，有哪些步骤

建立物理模型，说白了就是在你的大脑中产生去解题的思路而已。要建立准确的物理模型，必须先要搞清楚课本中的基本知识点，高考要求物理有解题过程其实就是考察你的思考问题的过程；当然不同的物理模型涉及到的物理知识是不一样的，但是基本知识是不变的，这就要在平常的做题当中去训练，比如说有个题要让算机械能的损失，那么大脑中就得有关于机械能的所有知识点，并且在通过题中的要求去选择所需要的知识点，所以得做到熟练才行，我自己总结的过程有以下几点：
1，搞清楚题意，要让你干什么，知己知彼百战百胜嘛
2，思考题目中物体的运动过程，或者能量变化之类的，搞明白每个阶段
3，提取题目中需要的信息来解题。
我想到的就这些了，具体的要自己通过实践来总结了，希望对你有所帮助！呵呵！

E. 建模的五种基本方法

量纲分析法

量纲分析是20世纪初提出的在物理领域中建立数学模型的一种方法，它是在经验和实验的基础上，利用物理定律的量纲齐次性，确定各物理量之间的关系。它是一种数学分析方法，通过量纲分析，可以正确地分析各变量之间的关系，简化实验和便于成果整理。

在国际单位制中，有七个基本量：质量、长度、时间、电流、温度、光强度和物质的量，它们的量纲分别为M、L、T、I、H、J和N，称为基本量纲。

量纲分析法常常用于定性地研究某些关系和性质，利用量纲齐次原则寻求物理量之间的关系，在数学建模过程中常常进行无量纲化，无量纲化是根据量纲分析思想，恰当地选择特征尺度将有量纲量化为无量纲量，从而达到减少参数、简化模型的效果。

差分法

差分法的数学思想是通过taylor级数展开等方法把控制方程中的导数用网格节点上的函数值的差商代替进行离散，从而建立以网格节点上的值为未知数的方程组，将微分问题转化为代数问题，是建立离散动态系统数学模型的有效方法。

构造差分的方法有多种形式，目前主要采用的是泰勒级数展开方法。其基本的差分表达式主要有以下几种形式：一阶向前差分、一阶向后差分、一阶中心差分和二阶中心差分等，其中前两种格式为一阶计算精度，后两种格式为二阶计算精度。通过对时间和空间这几种不同差分格式的组合，可以组合成不同的差分计算格式。

差分法的解题步骤为：建立微分方程；构造差分格式；求解差分方程；精度分析和检验。

变分法

变分法是处理函数的函数的数学领域，即泛函问题，和处理数的函数的普通微积分相对。这样的泛函可以通过未知函数的积分和它的导数来构造，最终寻求的是极值函数。现实中很多现象可以表达为泛函极小问题，即变分问题。变分问题的求解方法通常有两种：古典变分法和最优控制论。受基础知识的制约，数学建模竞赛大专组的建模方法使用变分法较少。

图论法

数学建模中的图论方法是一种独特的方法，图论建模是指对一些抽象事物进行抽象、化简，并用图来描述事物特征及内在联系的过程。图论是研究由线连成的点集的理论。一个图中的结点表示对象，两点之间的连线表示两对象之间具有某种特定关系(先后关系、胜负关系、传递关系和连接关系等)。事实上，任何一个包含了某种二元关系的系统都可以用图形来模拟。因此，图论是研究自然科学、工程技术、经济问题、管理及其他社会问题的一个重要现代数学工具，更是成为了数学建模的一个必备工具。

F. 初中物理怎么建模

一、初中物理模型分类

（1）物质模型

对象模型:质点、杠杆、平面镜、连通器、点光源、薄透镜、均匀介质

条件模型：光滑、轻质杆、轻质球、轻绳等

结构模型：原子结构模型、串、并联电路

模拟模型：光线、磁感线、小磁针、通电螺线管、受力示意图

（2）状态模型

二力平衡模型、液片模型、液柱模型

（3）过程模型

匀速直线运动

二、物理模型例题及答案

质点模型

例题在某些条件下，把整个物体看作是一个有_________的点，我们把这个点叫作质点。这种通过突出事物的主要因素、忽略次要因素而建立起来一种理想化的模型，叫做_________。

答案 质量；质点

例题在研究一个物体的受力情况时，我们把物体受到的所有力都画在其重心上，把物体看成了一个点。影响问题的主要因素是物体的_________，忽略掉的次要因素是物体的_________。

答案 质量；体积（形状）

平面镜模型

例题研究平静水面产生的反射现象时，忽略的次要因素是，突出的主要因素是，可以将水面看成。

答案 镜面材质；能发生镜面反射；平面镜

光线模型

例题物理学中，常用多条光线来表示一束光。光线表示了光的传播路径和，而忽略了光的亮度、（写出一条即可）等其它性质。

答案方向；色彩

杠杆模型

例题如图是打开的汽车后备箱盖，它被液压杆支撑。关箱盖时，我们忽略掉等次要因素，抓住可以绕固定点转动的主要因素，它可看作一个。

答案 后备箱的形状；杠杆

薄凸透镜模型

例题如图所示，鱼缸中只有一条小鱼，而眼睛从图中位置可以观察到两条，一条鱼的位置变浅，另一条鱼变大。前者是由于形成的（选填“实”或“虚”）像；后者是由于鱼缸的右侧部分等效于一个而形成的（选填“实”或“虚”）像。

答案光的折射；虚；凸透镜（放大镜）；虚

例题（太原五中模拟试题）如图所示，张奶奶家的队柴屋是用塑料薄模作定为屋顶的，一个雨过天晴的正午，张奶奶家柴屋里的柴草突然着火了。小明和村里的人们及时赶到，迅速将火扑灭。可谁是纵火犯呢？小明决定当一次侦探。分析了事故现场以后，小明一拍脑门说道：“我知道了！”小明所说的纵火犯是。小明找到着火的原因考虑的主要因素是，从而构建了模型。我们在出汗总物理学习的过程中，还构建过很多其他的模型，比如，船闸可以看作模型。

答案阳光和棚顶积水；棚顶积水中间厚、边缘薄；凸透镜；连通器

G. 如何建立物理模型

为了形象、简捷的处理物理问题,人们经常把复杂的实际情况转化成一定的容易接受的简单的物理情境,从而形成一定的经验性的规律,即建立物理模型.物理模型可以分为直接模型和间接模型两大类.
1.直接模型：如果物理情景的描述能够直接在大脑形成时空图象,称之为直接模型.如经典练习的传统研究对象,象质点、木块、小球等；
2.间接模型：如果物理情景的描述在阅读后不能够直接在大脑形成时空图象,而是再通过思维加工才形成的时空图象,就称之为间接模型.显然,由于间接模型的思维加工程度比较深,从而比直接模型要复杂和困难.
物理考题都有确立的研究对象,称之为“物理模型”,确立研究对象的过程就叫“建模”.模型化阶段是物理问题解决过程中最重要的一步,模型化正确与否或合理与否,直接关系到物理问题解决的质量.培养模型化能力,即是在问题解决过程中依据物理情景的描述,正确选择研究对象,抽象研究对象的物理结构,抽象研究对象的过程模式.
运用物理模型解题的基本程序为：
（1）通过审题,摄取题目信息．如：物理现象、物理事实、物理情景、物理状态、物理过程等．
（2）弄清题给信息的诸因素中什么是主要因素．
（3）寻找与已有信息（熟悉的知识、方法、模型）的相似、相近或联系,通过类比联想或抽象概括、或逻辑推理、或原型启发,建立起新的物理模型,将新情景问题转化为常规问题．
（4）选择相关的物理规律求解．

H. 建立物理模型是物理教学中常用的方法，具体的建模法有哪些说得具体些好吗

是高中物理常用办法。

中学物理模型一般可分三类：物质模型、状态模型、过程模型。 1、物质模型。物质可分为实体物质和场物质。 实体物质模型有力学中的质点、轻质弹簧、弹性小球等；电磁学中的点电荷、平行板电容器、密绕螺线管等；气体性质中的理想气体；光学中的薄透镜、均匀介质等。 场物质模型有如匀强电场、匀强磁场等都是空间场物质的模型。 2、状态模型。研究流体力学时，流体的稳恒流动（状态）；研究理想气体时，气体的平衡态；研究原子物理时，原子所处的基态和激发态等都属于状态模型。 3、过程模型。在研究质点运动时，如匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动、平抛运动、简谐运动等；在研究理想气体状态变化时，如等温变化、等压变化、等容变化、绝热变化等；还有一些物理量的均匀变化的过程，如某匀强磁场的磁感应强度均匀减小、均匀增加等；非均匀变化的过程，如汽车突然停止都属于理想的过程模型。 模型是对实际问题的抽象，每一个模型的建立都有一定的条件和使用范围学生在学习和应用模型解决问题时，要弄清模型的使用条件，要根据实际情况加以运用。比如一列火车的运行，能否看成质点，就要根据质点的概念和要研究的火车运动情况而定，在研究火车过桥所需时间时，火车的长度相对于桥长来说，一般不能忽略，所以不能看成质点；在研究火车从北京到上海所需的时间时，火车的长度远远小于北京到上海的距离，可忽略不记，因此火车就可以看成为质点。

I. 物理建模是什么

物理建模就是将现实生活中复杂的问题进行简化、抽象。

数学建模就是把物理建模得到的问题用数学方法描述出来，这个过程中可能会进行进一步的简化与抽象。一个数学模型有可能可以描述多个物理问题，例如经典的二阶常微分模型适用于热力学、流体力学、结构力学等多种问题。

物理建模要点
所谓物理模型是参照研究对象的运动过程、结构大小、形状及状态等特点，忽略次要因素，抓住主要因素建立起一种理想化和高度抽象化的物理过程、概念以及实体。在物理学习中提高学高的建模能力，可以将抽象的物理概念形象化，将复杂的物理问题简单化。提高学生物理建模能力对于激发学生的想象力、创造力及理解力都有着积极的作用。

物理建模过程
绘制系统部署图，建立物理模型，可以参照以下步骤进行：

(1) 对系统中的节点建模(处理器或设备）；

(2) 对节点间的关系建模（组件之间的关系：依赖，泛化，关联与实现）；

(3) 对节点中的组件建模，这些组件来自组件图；

(4) 对组件间的关系建模；

(5) 对建模的结果进行精化和细化。