量子力学定态的概念
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量子力学定态的概念范文第1篇
因而在量子物理学中，时间的引入导致了许多重要而有趣的现象，光谱区域、共振和平衡态，量子混合，动态稳定性和不可逆性和“时间之箭”均与量子物理学中的时间衰变有关。这本书致力于为量子物理学中的渐近的时间衰变的相关概念和方法提供清晰而准确的阐述。
本书内容共6章：1.单粒子量子力学的数学和物理背景知识；2.自由波包的传播和渐近衰变：静态相位方法和van der Corput方法；3.类时间衰变和光谱特性的关系；4.一类稀疏势模型的时间衰变；5.共振和准指数衰变；6量子力学和经典力学的连接：无限自由度的量子系统。
本书作者均来自巴西圣保罗大学。本书适合于学习数学物理或量子理论的学生和相关研究人员。
量子力学定态的概念范文第2篇
关键词： 氢原子光谱 能级结构 量子化
氢原子能级结构属于高中新课标选修模块，这一部分的内容是现代科学理论的开端和基础，体现了人类认识自然规律的科学思想、科学方法。学生学习这一部分的知识，难点在于观念的局限，从连续性到量子化的观念更替。如果仅仅是为了学习氢原子能级结构知识，推知原子结构，那么可以从氢原子的薛定谔方程解出能级公式，由此描述氢原子的结构和运动情况，解释氢原子光谱。这更直接，但学生无法接受，难以理解。学生在生活实践中、在经典物理的学习中形成了根深蒂固的连续性观念，在这个观念的基础上建立了一套因果律的思维方式，习惯于形象直观的物理图像描述，又没有统计物理学的知识，能级结构反映的量子化观念显得突兀，难以一下子理解原子内部的结构和运动情况。因而课标要求，通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构，重视物理研究的过程，在探究和学习过程中逐步建立起量子化的新观念和新思想。
1.由氢原子光谱推测能级结构
氢原子光谱有连续谱和线状谱，线状谱由经验公式描述
=R［-］ （1）
此式称为广义巴尔末公式，是氢原子发光的波数。光量子论是确定的理论，爱因斯坦的光电效应理论解释，提出光能量总是一个单元的整数倍，这个能量单元为hv或hc，称为光量子。如果把广义巴尔末公式两边乘以hc，得
hc=hv=- （2）
（2）式左边是光子能量，右边必然也是能量［1］。右边是两项之差，两项的形式相同，可以理解为能量在两个状态的差值。这样（2）式的物理意义就清楚了，氢原子发出光子的能量等于其内部能量的减少量，就是能量的转化与守恒定律。氢原子内部能量为动能与势能之和，是负值，（2）式表示成
hc=hv=--（-） （3）
这样，氢原子的内部能量
E=- （4）
n称为主量子数，取1以上的正整数。可见，氢原子的内部能量取分立值，称为能级。
2.物理思想和方法
物理思想是指物质的结构、运动和相互作用的客观存在反映在人们的意识中经过思维活动产生的结果。这种思维活动来源于社会实践，尊重客观规律，尊重实践经验又不囿于经验，是符合辩证法的思维活动，思维活动的结果必须经得起实践的检验。物理学的每一个进展都包含着科学家们思维活动的精髓，闪耀着他们物理思想的火花，而氢原子结构和运动的研究拉开了物理学由经典理论到量子论变革的序幕，批判性、创新性的物理思不想断熠熠生辉。
氢原子内部能量是量子化的，这与我们过去的观念格格不入。在经典物理学及生活实践中，有一个根深蒂固的观念——连续性，在这个观念下建立起来的运动方程，只要给定初值条件，就可以由运动方程预知将来的结果。经典物理是经过实践检验了的，有大量实验证明，但由经典力学和经典电磁辐射理论来描述氢原子内部结构、运动和发光情况，得出的结论是不符合实验事实的。经典辐射理论认为带电粒子做周期运动就要发出辐射即电磁能，电子会沿着螺旋线运动坍缩到原子核上，光谱也只有连续谱，不会有线状谱。因此经典理论在描述氢原子结构和运动的时候出现了矛盾，波尔认真思考、分析了这个问题后，他的看法是：在经典物理理论框架中用卢瑟福模型解释原子的稳定性是不可能的［2］。波尔认为，原子的稳定性问题必须用另外一种观点来看待，即电子绕原子核旋转而不辐射能量，这种能量不变的状态称为定态，这与经典辐射理论格格不入的，但必须这么看待，以解决电子坍缩问题，也就是说经典辐射理论在原子内部是不适用的。电子不会坍缩到原子核上，则表明电子必然有一个最小的轨道限制电子的坍缩，也是电子能量最小的轨道，电子在这个轨道上运动是稳定的，不会再发出能量，这个定态称为基态。
氢原子怎么发光的问题，则由广义巴尔末公式（1）式给出线索，并由此推出氢原子内部能量（4）式，该式表明氢原子可以处在一系列的定态，这些定态由正整数n表示。但要注意，前面由（1）式到（4）式的推导不能算作数理逻辑的论证，因为（1）式是由实验数据凑出的一个表示形式，它的右边不是可控制的已知物理量，只是一个经验公式。（1）式两边乘以hc，从而得到（4）式，没有物理依据，包含人为因素，因此把（4）式看成氢原子内部能量，不是实验的结果，也不数理逻辑推导的结果，而且此式的形式和内涵都与已知的理论不相容。因此，（4）式作为氢原子内部能量的依据是不充分的，它只是一个线索，由这个线索出发可以解释氢原子发光的问题，（3）表明了氢原子发光的物理含义，即氢原子每发出或吸收一个光子都是氢原子从一个定态到另一个定态的跃迁，其能量等于这两个定态能级的差。
这里，玻尔提出了一个新的概念——跃迁。氢原子从一个定态到另一个定态，亦即电子从一个轨道到另一个轨道是跃迁，不能理解成在空间划过一条轨迹到达另一个轨道，这与卫星变轨是完全不同的物理图像，否则光谱又只能是连续谱。跃迁这个概念，玻尔提出时也无法定义、无法解释，暂时理解成在一个轨道上消失了一个电子，而在另一个轨道上出现了一个电子。后来人们把这幅物理图像比喻成原子中的幽灵，是不能直观想象的，跃迁的概念是在量子力学建立后由统计物理的理论来解释。
氢原子的这一系列定态必须要有理论论证，玻尔归纳了以上的分析，提出了关于原子结构的普遍理论，称为玻尔理论：定态假设、频率条件和轨道角动量量子化条件。其中定态假设和频率条件在前面已经表述，轨道角动量量子化条件则是由对应原理推出。玻尔提出这个理论的依据是：核式模型、光量子论和氢光谱实验资料。由这个理论结合牛顿力学可以推出氢原子内部能量公式，和（4）式一样。
讨论最简单的情况，电子做圆轨道运动，氢原子内部能量包括电子的动能、电子和原子核的库仑吸引能，把原子核看成静止不动的。
氢原子能量E=mv-=-z
将轨道角动量量子化条件2πrmv＝nh n＝1，2，3，…
代入上式可得E＝-=-z （5）
对氢原子，z=1，（5）式与（4）完全一样。
由氢原子光谱推测能级结构，从而描述氢原子结构和运动，这就是物理学常用的从表象到机理的方法。玻尔在依据不充分的情况下通过假设提出了原子内部的量子化规律，部分地描述了氢原子内部的结构和运动，也为量子力学的建立打下了思想基础。假设是现代物理重要的物理方法之一，它不是凭空猜想，是把欠缺的依据补充完整，由此建立的理论必须是符合逻辑的，并且能够通过实践检验。这就需要物理学家的直觉和想象，不崇拜经验和权威，大胆想象、敢于创新。教师在关于氢原子能级的教学中，不仅要教给学生量子理论的知识，而且要引导学生的思维，让学生了解物理学的研究方法，使学生建立起物理思想，培养学生的创新思维。
参考文献：
［1］褚圣麟.原子物理学［M］.高等教育出版社，1979：29.
量子力学定态的概念范文第3篇
一、 应用讲过的物理知识解释耳闻目见的物理现象和实际应用
青少年的成长过程也是对周围世界不断认识的过程，在他们的头脑中有许多问号，他们渴望着从所学的知识中找到答案。如果我们能帮助他们解开一些长期积存在心中的迷团，这不仅可以使他们更好地掌握所学过的知识，更重要的是可以激发学生学习物理的热情以及逐步地培养起同学们观察分析周围事物的能力。这种能力的培养便是一种智力财富的开发。它将使同学们终身受用。这种教学的效果要比只学会解几道题目好得多。
如此重要的教学环节却常常被忽视。教师对于原理的演绎推理，公式的计算和应用已给予应有的重视。但是对于物理原理的实际应用的例子却轻描淡写，甚至删去从略，这都是教学中亟待改进的方面。
二、 介绍物理定律的相对性
写进书本的理论不是完美无缺的，指出某些理论的缺陷与争论，把同学们从迷信书本的框框中解脱出来，培养他们独立思考及分析和批判的能力也是教学的目的之一。
中学物理教材中的力学部分是以牛顿力学作为基础的经典力学。在日常生活中我们观察和接触的力学现象几乎都可以用牛顿力学解释。但是当人们的科学视野延伸到物质的微观领域和高速运动及宇宙空间时，牛顿定律就不再适用了。研究微观领域必须用量子力学，处理高速运动及大尺度宇宙空间问题，必须用相对论力学。要让同学们知道牛顿力学的应用条件。教材中物质波就比较详细地谈到了电子的衍射现象，牛顿力学就无法解释这种现象。在原子结构一章里，也较详细地谈到了卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾。其矛盾的根源出于经典理论，不适于微观领域。
讲述这部分内容时，也应该向学生们指出相对论力学与量子力学，并不是对牛顿力学的否定，牛顿力学仅是在宏观、低速条件下对物体运动规律的近似描述。
三、 多联系尖端科学
人们形象地把我们当今的时代称为“知识爆炸”的时代，当代的物理学也正面临重大突破。如果我们的教学内容仅仅是格守书本上的几条定律所确定的范围。那么和这个时代就相距太远了。我们应当让学生按摸到科学时代的脉搏。
例如，在讲解人造地球卫星的运行和三级火箭的推进原理时，可以介绍航天飞机试航成功的重要意义。在讲解电子技术基础时介绍电脑在工业、农业、科研及社会活动中的重要作用。在讲解磁场时可以介绍超导现象在技术上的应用，在讲解原子的受激辐射时介绍激光在各个领域的应用等等。
把这些与课本知识相关联的古代科学信息传递给同学们，可以扩大他们的知识面。青年人极富于幻想，我们应当引导鼓励他们大胆地去想象、去创新、去探索那些未知的科学世界。
四、 把中学某些物理知识适当地引申深化
例如，在简介气体分子运动论的内容时，为了使同学们对“气体温度的高低反映了大量气体分子无规则运动的激烈程度”这一物理图象有更深刻全面的理解，可以把大量气体分子速率分布所遵循的统计规律通俗准确地介绍给学生。一旦他们领悟了统计规律的涵义，也就意味着在他们的面前又打开一扇物理的天窗。了解了统计规律的含义也为以后某些章节的学习（例如光的本性）奠定了基础。当然，在中学阶段，类似这样的知识也只能给同学们一个轮廓的介绍。
五、 介绍历史上的科学家为探求科学的真理而奋斗终身的事迹
例如，布鲁诺伽俐略为科学献身的精神；牛顿、爱因斯坦严谨的治学态度；居里夫人蔑视名利的高尚情操等等都是同学们的楷模。从某种意义上来说这些科学家的伟大成就，改变了人类历史的进程，受到了后人永久的尊敬。
在我们进行四化建设的祖国，需要大批为探求科学的真理而永攀高峰的人，富有强烈进取心的青年人，可以从大批优秀科学家的身上汲取前进的力量，这是单纯的物理概念，公式的传授所不能取代的。因此结合物理课的章节教学介绍一些著名科学家的事迹是十分必要的。
六、 注意物理课中的语文
物理课教学的全过程贯穿着语文课的教学。这并不是说要求物理课中讲语文，而是强调物理课中有语文。
物理课学习中一个突出的薄弱环节就是学生不会用语言来表达自己的观点，对于观察到的物理现象，缺乏归纳、分析、总结的能力。因此，教师在物理课的教学中就应十分注意培养学生用准确简洁的语言来表述一条定律或一个物理现象。注意培养学生从众多的物理现象中归纳、总结出某个规律的能力。并且尽量从书本上或从自己的教学中为学生们做出表率。
例如，玻尔理论的主要内容之一便是这样表述的。“原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定。”
简洁的三句话准确地表述了三个物理图象，而且指明了三个物理图象的内在联系。其中“跃迁”两个字准确、形象、生动地描述了原子能量的“量子化”现象，为学生展示了一幅清晰的物理图象。教师在讲授这部分内容时，不仅是解释这段文字所表达的物理概念，而且还要帮助同学们分析这段文字是如何沿着时间的顺序来描述了一个物理过程。当然，我们也可以沿着位置的顺序，因果的顺序等来描述一个物理过程。只要在这方面肯下工夫，就能收到更加满意的物理教学效果。
七、 重视物理学的发展史
物理课的教学与辨证唯物主义的教育是不可分开的。物理学的发展史，也是一部唯物主义与唯心主义斗争的历史。培养学生用辩证唯物主义的观点去观察整个物理世界，指导他们在物理学的学习和研究过程中少走弯路，培养他们为探究科学的真理而奋进的精神，是每个物理教师义不容辞的责任。
例如，在介绍电场与磁场时，一定要向同学们反复强调电场与磁场是客观存在的物质，因为场与场之间存在着力的相互作用。这也证明了某些物质客观是否存在，不是以人的意志为转移的，不能以人的感官能否被直接感知作为判断客体是否存在的依据。这就是最基本、最朴素的唯物主义教育。前面提到的相对真理与绝对真理的辨证统一也是学习辩证法的一个生动例子。
八、 介绍物理学与其它学科的相互渗透
例如海豚、蝙蝠有着完善的发射和接收超声波的器官。深入地研究动物身上的超声波器官的构造和功能，并将获得的知识用来改进或创制新的设备，这便是仿生学所研究的内容。
人体内有生物电流及磁场，近年来，人们更进一步发现生物细胞可以发射无线电信号，因此研究生命体内的电磁学现象，可以更进一步地探索和揭示生命现象的本质，这又属于生物物理学所研究的内容。
大地磁场使岩浆中的铁磁成分有序排列。因此，研究古老岩石中的铁磁物质分布规律，可以推测地壳的演变过程以及大地磁场的变化规律，这是地球物理学所研究的内容。
量子力学定态的概念范文第4篇
概念是一门学科的重要基础。概念教学是中学物理教学的基本形式之一。因此可以通过概念教学来培养学生的批判性思维。
一、利用概念教学进行批判性思维培养的途径
（一）在物理概念的建立过程中培养学生的批判性思维能力。
物理概念的建立是在一定的背景下，根据问题的需要，在观察大量的自然现象的基础上经过抽象思维得来的。培养学生的批判性思维能力包括评价建立概念的意义与必要性；判断抽象过程中哪些属性是共同的，本质的，哪些是次要的，非共同的属性；对概念的定义进行科学性、精确性考察和评价。如果有些概念是属于物理量，还要对这些概念的单位进行明确。例如在速度概念的教学中，教师先创设这样的问题情境：“我们知道机械运动的特征是物置发生改变。在前面解决了如何描述物体运动的位置与时刻，位移与时间之后，就要考虑如何来定量的描述物体的运动快慢这个问题。大家想一想在生活中我们是怎么比较物体运动快慢的？”教师在归纳学生的各种举例后来引导学生得出常见的两种比较物体运动快慢的方法。一种是比较在相同的时间内位移的大小，另一种是比较在相同的位移下所用时间的长短。接下来教师可以提出这样的问题：“通过上面的例子我们可以发现影响物体运动快慢的因素都有哪些？”学生很容易的得出是物体运动所发生的位移和发生这段位移所用的时间。接着教师通过创设一个位移与时间都不相同的情境来引发学生的疑惑：“如果两个物体运动的时间和位移都不相同，我们该怎么比较两个物体运动的快慢呢？显然我们已知的方法和概念不能描述和判断这样的现象。看来我们得有新的概念才能解决这个问题。”然后教师就可以引出课本上速度的定义“物理学中用物体的位移与发生这个位移所用的时间的比值来表示这个物体运动的快慢。”这时教师可以借着提问：“这个将位移与时间联系起来用来表示物体运动快慢的速度的定义是唯一的吗？”，“如果我们速度定义为时间与位移的比值不可以吗？”，“如果我们将速度定义为位移与时间的比值的平方，不可以描述物体运动的快慢吗？”最后引导学生考察一下速度的单位，从单位的角度思考课本上的这个定义其实就是比较相同时间下的位移大小。速度这个概念已经在初中的物理学习过。所以很多学生对速度的这个定义已经是根深蒂固，而且认为是理所当然的。对这种习以为常的观念进行批判性的思考，会给刚上高中不久的学生给以思想上的震撼与冲击。对于他们养成批判性思维的态度还是对课本上的概念进行批判性的思考都是一个很好的示范。最后可以引导学生从简洁性和思维习惯来得出课本上的定义是最简洁的。
（二）在概念的的演化与发展中培养学生的批判性思维能力。
我们所学的物理概念是处于演化与发展中的，这主要是从两个层次来说的。一个是从整个物理学史的角度来说的。比如物理中原子结构的概念就经历了汤姆森的“枣糕模型”，卢瑟福的“核式结构模型”，到玻尔的“定态跃迁”到量子力学的“电子云”。让学生明白很多物理概念都是对已有概念进行不断地批判性思考，才不断发展和完善的。另一个是按照学生思维的发展特点在中学物理教学中所做的对于同一个概念进行的螺旋上升式的安排。以速度概念为例。这个概念在初中已经出现，但是在高中课本中这个概念再次出现。这并不是重复。学生的抽象思维有一个发展的过程。随着抽象的深入，这个概念就更加全面，深刻，能解决更多的问题。而这种发展也正是不断批判性思考的结果。初中时学过的速度只适用于匀速直线运动或者是计算一段直线运动的平均速度。而在实际中，遇到的更多的问题是速度的大小和方向在不断变化的运动。面对于这样的问题，我们就要对以前的概念进行批判性提问：“这样的速度定义能描述各种各样的运动的快慢吗？”，“如果不能，目前的这个定义能够描述新的问题的哪些方面，不能描述新问题的哪些方面？”，“对于那些不能描述的新问题的新方面，你觉得应该对已有的概念做怎样的修改，或者加入一些其它重要的属性？”，“这样的改进的同时，如何在数学上实现它？”通过这种层层批判性的提问，引导学生去深入思考一些问题。最后学生得到关于描述任意的运动的快慢时要考虑新的问题：如何解决描述某一瞬间的的运动快慢，而不是一段时间的平均速度，这种描述方法太粗糙了。而且运动的方向也是我们应该关心的特征。在数学上我们引入了极限的思想，矢量等数学工具来解决这些问题。至此新的速度的概念在原来速度的概念的基础上建立起来。
二、在概念教学中进行批判性思维教学需要注意以下事项
1.在学生刚开始学习物理时以及初学有些新的类型的概念时，教师要先做出提问的示范。向学生展示如何合理、深刻的、批判性的提出问题。之后要将提问让学生来进行，这也是进行批判性思维教学的目标之一，即学生要养成自己给自己提批判性思维的问题的意识和习惯，并且能越来越熟练的掌握这种技能。2.要注意处理好继承与批判的关系。批判性思维既不是全盘的否定，更不是全盘的否定。我们要避免让学生形成简单空泛的提问。3.在提问要求学生回答时，一定要有时间等待。深入的思考需要更多的时间，完全不同于简单的凭感觉式的回答。4.对学生的不同观点做一些适当的延时评价，注重引导和提示，并且引导学生之间的相互批判以及自我批判。进行批判思维的途径和方法还有很多，我们需要更多方面和角度的探索和实践来进行批判性思维的培养。
参考文献：
量子力学定态的概念范文第5篇
1.剖析典型物理模型的建立和发展过程，培养思维的深刻性
纵观物理学发展史，每一个物理概念、规律和物理思想无不渗透着物理模型的探索，它们都随着物理模型的发展而不断趋于完善。物理模型是中学物理知识的载体，通过物理教师的分析和讲解，不仅使学生获得物理知识，更是培养学生思维能力的重要途径。通过引导学生剖析物理发展史上建立物理模型的案例，特别是一些典型物理模型的形成及它不断完善发展的过程，培养学生构建物理模型的科学思维与研究方法。
一些物理模型的发展建立，往往需要长时间甚至几代人的努力来完善。如原子结构模型的创 建过程，由上十九世纪末的英国著名物理学家J?J汤姆生通过研究阴极射线发现组成原子的一种带负电的粒子――电子，提出原子的“枣糕模型”；而卢瑟福从α 粒子轰击金箔时极少数α粒子发生大角度散射的现象，提出了原子核式结构的“行星运动”模型；再到丹麦著名的物理学家尼?玻尔通过把卢瑟福原子核式结构模型和量子假说结合起来，以氢光谱的实验规律为依托，提出了核外电子绕核高速旋转的“定态”轨道模型；一直到海森堡等科学家利用量子力学，指出原子核外电子无确定轨道，用疏密不同的点表示电子在原子中各个位置出现的几率，提出了“电子云”结构模型。
通过引导学生分析、体会科学家探索原子结构模型的过程中运用的科学思维方法，使学生明白每种物理模型的建立与发展都是一个动态变化过程，随着理论水平和实验方法的提高，人们不断地对模型补充、修正和完善，使物理理论更加接近真实，也更加完善。
2.利用物理模型教育生活化，培养思维的广阔性
物理模型的建立大都需要大量、丰富的知识为基础，这些知识不仅仅局限于某一专业或某一学科。从原子结构模型的建立和完善过程我们可以看出，它需要许多物理学家的加入，他们不仅有丰富的物理知识，同时还要广泛地吸取其它学科的知识，借助他人的力量来完成自己的研究。
物理新课程标准中指出：“教师要紧密联系学生的生活环境，从学生经验和已有的知识出发，创设生动的物理情境……”。我们教师要关注学生的生活经验和体验，捕捉贴近学生的生活素材，选取学生日常生活中熟悉的事例，挖掘生活中常见的物理原型，使实际问题与物理联系起来，通过分析抽象出物理模型，不仅让他们感觉物理源于生活，寓于生活，同时也能加深学生对物理模型的认识和理解，拓展学生的思维。例如：学生在学习圆周运动时，对于车在桥面上的运动不容易抽象出一个圆形的轨道，教师可以通过收集相关拱桥的图片，借助多媒体技术，找出拱桥所对应的圆周及圆心，给学生以直观的印象。诸如此类，教师通过发掘日常生活中的物理模型，使物理模型教育生活化，鼓励学生去研究、思考，开放学习空间，扩大知识背景，培养学生思维的广阔性。
3.通过物理模型的拓展与变式，培养思维的灵活性
人们遇到某一物理问题时，当头脑中原有的图式不能解决时，往往可以及时转变思路提出新的假设，从而表现思维的灵活性。但人的心理活动常具有无意识的“定势思维”，它会降低思维的灵活性。特别是学生缺乏自觉摆脱“定势思维”束缚的能力，在这方面需要教师灵活地拓展或改变物理问题情境，对相同的物理模型从不同角度提出问题，启发学生从更多的方面进行分析思考，以此来提高学生思维的灵活性。
所以我们不仅要求学生能善于利用原有模型的成果，更要敢于突破原有模型的束缚。 例如单摆模型，它的基本模型为一根细线上端固定，下端系一小球，细线的伸长和质量可以忽略，而细线的长度要比小球的直径大得多，摆球只在重力和细线拉力作用下在最低点附近做小角度摆动的装置。具体教学中，教师可以设置不同的物理情境，如双线摆、光滑圆弧轨道上的小球、放在复合场中的带电小球等等效单摆模型，使这一模型从具体到抽象，再从抽象到具体，使模型在不同情境中得到扩充和丰满，这样学生的整个认知结构将变得既稳定又灵活。
例如：平板车在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，加速度 a、速度v的方向如图1所示，若平板车上装有盛水的容器相对于平板车静止时，则液面倾斜的高度h为。（设容器宽为d）
解析：这道题对一般学生来讲，不容易做对。它的难点是研究对象的选取及物理模型的选择，关键点是要抓住处在倾斜面上的水不往下流而随车一起向右做匀加速直线运动这一事实为突破口。如果学生能灵活地联想到如图2所示物理模型：放在光滑斜面上的物块与斜面体保持相对静止，且与斜面体一起加速运动的模型，学生就容易计算液面倾斜时液面的高度h的结果。
4.构建全面的物理模型体系，培养思维的敏捷性
如果把物理知识体系看成一个网络系统，那一个个物理模型就是网络中的一个个结点，所以物理模型是物理知识体系的基本组成要素。中学物理中常见的一些模型，往往也是高中物理课程的主干知识。抓住了这些物理模型，就抓住了高中物理的主要知识点；抓住了模型之间的联系，也就抓住了物理知识点之间的联系与纽带。通过模型教学，促进学生物理知识结构的网络化、系统化和清晰化，帮助学生构建全面的模型体系结构及模型合理的表达形式。由于人的头脑中本身的物理模型是以图景的形式存在的，具有映象性的特征，更容易引起头脑中的共鸣，当学生运用物理知识解决问题时，将物理信息输入头脑时，能利用原有的认知结构（主要是物理模型），找出问题的主要因素从而正确快速地解决问题。
例如：真空中，速度v0 =6.4×107 m/s 的电子束水平地射入两平行金属板间，如图3所示，极板长度 L=8.0 ×10-2 m，间距 d=5.0×10-3m，极板不带电时，电子束将沿两极板的中线通过，若在两极板间加50Hz 的交流电压 u=Usinωt，当所加电压最大值 U超过某一值U0时，将开始出现以下现象，电子束有时间断（不能通过）。求U0 的大小？
解析：该题许多学生会感到茫然，究其原因，在于未能通过合理的取舍，抓住问题的主要矛盾，因而也就无法构建合理的物理模型。事实上该题的关键是电子通过两极板的时间t=L/v=10-9s 与交流电压变化周期 T=10-2s相比要少的很多，即t
5.重视物理模型的局限性，培养思维的批判性
牛顿曾谦虚地说过：“我之所以取得这样大的成就，是因为我站在了巨人的肩膀上”。牛顿运动定律和万有引力定律并非完全是他一个人的思想，实际上他是批判地继承了伽利略、胡克、开普勒等人的观点，把实验验证和理论推导有机的结合起来。物理模型的产生不能脱离一定的背景理论知识和背景实验材料，这种知识和材料反映了当时的物理学发展的水平，这就使得任何物理模型都有一定的适用条件，也存在一定的局限性。因此当我们引导学生建立物理模型时，一定要使学生清楚每个物理模型的适用条件及它在多大程度上反映了事物的哪些特性。
