物理构建思维模型，以导学促理解，夯实基础启智开悟

《高一物理思维模型导学》

高中物理作为一门基础学科,其知识体系庞大且逻辑严密，对于刚步入高一的学生而言，建立起正确的思维模型至关重要，它犹如搭建建筑时的框架结构，能帮助我们更好地理解复杂的物理现象、掌握解题方法以及培养科学探究能力，本文将围绕高一阶段常见的几种重要物理思维模型展开详细讲解，助力同学们在学习过程中事半功倍。

质点模型

（一）概念阐述

质点是物理学中一个理想化的模型,当研究物体的运动时，如果物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计，那么就可以把该物体视为一个有质量的点，即质点，在研究地球绕太阳公转时，由于地球直径远小于日地距离，此时地球的大小和形状就可忽略，可将地球看作质点；而在研究体操运动员的动作细节时，就不能把运动员当作质点，因为其身体各部分的运动情况不同，形状不能被忽略。

（二）思维要点

判断能否将物体看成质点的关键在于看物体的大小和形状是否会影响对问题的分析和求解,这需要根据具体的研究对象和研究目的来确定，在实际应用中，要善于抓住主要因素，舍弃次要因素，简化问题情境。

（三）典型例题解析一列队伍长L=120m，以速度v=2m/s匀速前进，求队伍全部通过一座长为S=80m的桥所需的时间。

解析：本题中，队伍的长度相对于桥的长度不可忽略，但在计算过桥时间时，我们可以把整个队伍看作一个质点，其位移为队伍头进入桥到队伍尾离开桥的距离，即S+L，根据匀速直线运动的公式t=(S+L)/v=(80+120)/2=100s。

参考系模型

（一）概念阐述

参考系是为了描述物体的运动而选定的假定不动的其他物体,同一个物体的运动状态，相对于不同的参考系可能会有不同的表现形式，坐在行驶汽车里的乘客，以汽车为参考系他是静止的；若以地面为参考系，他则是运动的。

（二）思维要点

选择合适的参考系可以使问题的解决变得简单明了,一般情况下，优先选择地面作为参考系，但也要根据具体问题灵活选取，当涉及到多个物体的相对运动时，巧妙地转换参考系往往能快速找到解题思路。

（三）典型例题解析甲、乙两辆汽车在同一条平直公路上同向行驶，甲车在前，速度为v₁=10m/s，乙车在后，速度为v₂=30m/s，若两车相距Δx=50m，问乙车追上甲车需要多长时间？

解析：以甲车为参考系，则乙车相对于甲车的初速度为v₂−v₁=20m/s，要追上甲车需行驶的距离为Δx=50m，根据时间等于位移除以速度可得t=Δx/(v₂−v₁)=50/20=2.5s。

匀变速直线运动模型

（一）概念阐述

物体在一条直线上运动,如果在任意相等的时间内速度的变化量都相等，这种运动称为匀变速直线运动，其加速度恒定，包括匀加速直线运动和匀减速直线运动两种情况，常见的如自由落体运动、竖直上抛运动等都属于此类。

（二）思维要点

首先要明确加速度的方向与速度方向的关系,判断物体是加速还是减速，要准确理解各个物理量的含义，注意矢量性，在解题时，可以通过画示意图辅助分析，将抽象的文字转化为直观的图形，便于找出已知量和未知量之间的关系。

（三）典型例题解析一个小球从高处自由下落，经过A点时的速度为5m/s，到达地面B点时的速度为15m/s，求AB两点间的距离。（g取10m/s²）

解析：已知初速度v₀=5m/s，末速度v=15m/s，加速度a=g=10m/s²，由速度—位移关系式v²−v₀²=2gh可得h=(v²−v₀²)/2g=(15²−5²)/(2×10)=10m。

相关问题与解答

（一）问题一

在研究马拉松运动员的比赛过程时,能否将运动员看作质点？为什么？ 解答：可以，因为在研究马拉松运动员从起点到终点的整体运动情况时，运动员的身体大小和形状对研究结果的影响微不足道，此时关注的是运动员的位置随时间的变化，所以可以将运动员看作质点，但如果研究运动员跑步时的姿态、步伐等细节动作，则不能将其看作质点。

（二）问题二

一辆汽车刹车后做匀减速直线运动,经3s停止，它在最后1s内的位移是6m，求汽车开始刹车时的初速度。（假设汽车刹车过程可视为匀变速直线运动） 解答：采用逆向思维，把汽车的减速过程看作反向的匀加速直线运动，设最后1s内的位移为x'=6m，时间t'=1s，加速度大小仍为a，由x'=½at'²得a=2x'/t'²=2×6/1²=12m/s²，汽车从开始刹车到停止的总时间为t=3s，根据v=at可得初速度v=at=12×3=36m/s。

通过对高一物理思维模型的学习与运用,同学们能够更加系统地理解和掌握物理知识，提高解决实际问题的能力，在学习过程中，要不断强化对这些模型的理解和应用，逐步培养良好的物理思维习惯