1. 数学模型,物理模型和概念模型的区别
★数学模型是指将现实问题归结为相应的数学问题,并在此基础上利用数学的概念、方法和理论进行深入的分析和研究,从而从定性或定量的角度来刻画实际问题,并为解决现实问题提供精确的数据或可靠的指导.
一句话,就是把实际问题抽象成数学问题,并分析解答.
分类要有分类的标准,比如按实际问题所在的领域分类,可有:
医学数学模型
气象学数学模型
经济学数学模型
社会学数学模型
等等.
要是按所用到的数学学科来分类,可有
几何模型
方程模型
图论模型
泛函模型
等等.
分类其实五花八门.
方程是一个数学概念,如果你的实际问题建立了方程,你的模型可以称为一个方程模型.
★物理模型就是用物理学的概念和理论来描述抽象现实问题,特点是
舍弃次要因素,抓住主要因素,从而突出客观事物的本质特征,这就叫构建物理模型.构建物理模型是一种研究问题的科学的思维方法.
物理模型一般可分三类:物质模型、状态模型、过程模型.
★数学模型与物理模型之间究竟有何区别?
这其实就是数学和物理的区别,数学和物理的联系很紧密,很多模型你不能单纯地说是物理还是数学模型.当然数学模型更纯粹和抽象.自然科学的研究一般思路可以说是先建立物理模型,再抽象成数学模型,再由解算结果反过来反映物理意义,进而得出实际意义.
2. 物理模型的应用
物理模型是人们为了研究物理问题的时候更加方便和更好理解,从而揭示物理现象的本质,而对所要研究的对象进行一种比较简化的模拟和描述。高中物理教材中有很多模型,比如电力线模型、理想气体模型、自由落体模型等等。下面,笔者对物理模型分类的重要性及其实际应用详细阐述。
一、 物理模型在教学中的作用
1. 有助于联系实际。高中物理课程的一个目标就是要学生学习物理知识和技能而且要熟练掌握这些技能与知识,并能在实际生活中灵活应用。在高中物理教学中建立物理模型,能够让学生切身体会到物理知识在实际生活中的应用,认识到物理知识与社会的联系,加深学生对物理学科的亲切感,激发学生学习物理的兴趣。
2. 有助于培养学生科学的物理研究方法。首先,在建立物理模型以及处理物理过程的时候,都要分析物理问题。通过建立物理模型,能够培养学生解决复杂问题的能力,让学生分清主次,抓住物理现象的本质,并运用科学的思维方式去解决物理问题,有助于学生掌握科学研究物理的方法。其次,在高中物理教学中建立物理模型,一方面可以培养学生分析和解决问题的能力,另一方面还能帮助学生解决实际生活中遇到的问题,同时有利于培养学生的创造性思维能力。
3. 有助于培养学生的迁移能力。高中物理最常见的模型是过程模型和对象模型,也是高中物理课堂中非常重要的知识。教师在物理教学中只要抓住了重点内容,明确了过程模型和对象模型之间的关系,就找到了知识点之间的纽带和联系。如,学生学习了质点模型、力的模型之后,教师引导学生进行总结,学生头脑中就会形成模型的结构图,加深对物理知识的理解。学生头脑中一旦有了知识网络结构,就很容易迁移所学物理知识,使其成为自己的东西。
3. 高中物理模型解题法有哪些模型
所谓物理模型,是人们为了研究物理问题的方便和探讨物理事物的本身而对研究对象所作的一种简化描述,是以观察和实验为基础,采用理想化的办法所创造的,能再现事物本质和内在特性的一种简化模型。理想化的物理模型既是物理学赖以建立的基本思想方法,也是物理学在应用中解决实际问题的重要途径和方法,这种方法的思维过程要求学生在分析实际问题中研究对象的条件、物理过程的特征,建立与之相适应的物理模型,通过模型思维进行推理。二、模型的种类(一)物理对象模型实际物体在某些特定条件下往往可抽象为理想的研究对象,即物理对象模型。物理中常见物理对象的理想模型有:质点、刚体、弹性体、理想流体、弹簧振子、单摆、点电荷、试验电荷、无限大平板、点磁荷、纯电阻(纯电容、纯电感)、光线、薄透镜、点光源、绝对黑体、汤姆逊模型、卢瑟福模型等。如研究竖直放置在光滑圆弧形轨道上的物体作小幅度运动时就可以把它等效为单摆模型处理;研究跳水运动员时就要把跳水运动员看作全部质量集中在其重心的一个质点模型。(二)物理过程模型将实际物理过程进行处理,忽视次要因素,考虑主要因素;忽略个性,考虑共性,使之成为典型过程,即过程模型。比如:匀速直线运动,匀变速直线运动,抛体运动,匀速圆周运动,简谐运动,质点运动的自由落体运动,完全弹性碰撞,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、绝热变化等等都是物理过程、物理状态的模型。比如:发射炮弹时炮弹在炮筒里的运动,火车、汽车等交通工具在开动后或停止前的一段时间内的运动,石块从不太高的地方下落的运动等。由于它们的运动都很接近匀变速直线运动,我们可以把它们的运动当作匀变速直线运动来处理。(三)理想化实验模型在实验的基础上,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。伽利略就是从斜槽上滚下的小球上另一个斜槽,后者坡度越大,小球滚得越远的实验基础上,提出了他的理想实验,从而推倒了延续两千年的“力是维持运动不可缺少的原因”的结论,为惯性定律的产生奠定了基础。(四)模拟式模型物理概念和规律在形式上是抽象的,在内容上是具体的,因此,我们可以用模拟式模型来描述。比如:关于电场和磁场中引入的电场线、等势面和磁感线等就是模拟式模型。其实,电场线、等势面和磁感线都是为了研究电场和磁场而引入的一系列假想曲线(面),但是这些曲线(面)并非人们单凭主观愿望臆造出来的,用电场线、等势面和磁感线这些模拟式模型能使一些看不见、摸不着的客观事物变得具体化、形象化。(五)数学模型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,物理学研究客观世界时,通常采用抽象、概括的方法,将客观条件模型化,同时将客体的属性及运动变化规律数学公式化,这就使得物理学成为定量的精密的科学。在运用数学公式求解物理问题时,我们还可以作一些近似处理。例如:忽略一些小量或小量的高次项,将一些变量视为常量等。只要这种简化与忽略是合理的,我们的解就会与实际情况符合得很好。
4. 学习物理有个模型思想,什么意思
物理学是一门研究物质最普遍、最基本的运动形式的自然科学。物理学为自然界的物质结构的相互作用和运动规律提供一幅幅绚丽多彩、结构严谨的图画。而所有的自然现象都不是孤立的,这种事物之间复杂的相互联系,一方面反映了必然联系的规律性,同时又存在着许多偶然性,使我们的研究产生了复杂性。为了形象、简捷的处理物理问题,人们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。
5. 物理模型都有什么
就是将实际或抽象的问题用常见易想的物理过程表示,这种表示法可以说是一种物理模型。比如将下落的返回舱当作下落的小球等等思维方式。
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。
6. 物理模型有哪些呢
物理模型有如下:
1、物质模型:构建数据仓库的物理分布模型,主要包含数据仓库的软硬件配置,资源情况以及数据仓库模式。
2、状态模型:研究流体力学时,流体的稳恒流动,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,等压变化,等容变化,绝热变化等。
物理模型的特点
在数据仓库项目中,物理模型设计和业务模型设计象两个轮子一样有力地支撑着数据仓库的实施,两者并行不悖,缺一不可。实际上,这有意地扩大了物理模型和业务模型的内涵和外延,因为,在这里物理模型不仅仅是数据的存储。
而且也包含了数据仓库项目实施的方法论、资源以及软硬件选型,而业务模型不仅仅是主题模型的确立,也包含了企业的发展战略,行业模本等等更多的内容。
7. 物理模型中的双横杠表示储存
在物理学里有很多为了研究问题方便而将现实中的具体物体或物质给抽象化(为了研究问题方便,抓住主要因素忽略次要因素)就叫物理模型,例如:质点就是物理模型,还有电荷也是物理模型
8. 物理模型数学模型概念模型区别
一、特征上的区别:
1、物理模型
以实物或画图形式直观的表达认识对象的特征
在数据仓库项目中,物理模型设计和业务模型设计象两个轮子一样有力地支撑着数据仓库的实施,两者并行不悖,缺一不可。
实际上,这有意地扩大了物理模型和业务模型的内涵和外延,因为,在这里物理模型不仅仅是数据的存储,而且也包含了数据仓库项目实施的方法论、资源以及软硬件选型,而业务模型不仅仅是主题模型的确立,也包含了企业的发展战略,行业模本等等更多的内容。
物理模型就像大厦的基础架构,就是通用的业界标准,无论是一座摩天大厦也好,还是茅草房也好,在架构师的眼里,他只是一所建筑,地基—层层建筑—封顶,这样的工序一样也不能少,关系到住户的安全,房屋的建筑质量也必须得以保证,唯一的区别是建筑的材料,地基是采用钢筋水泥还是石头,墙壁采用木质还是钢筋水泥或是砖头;
当然材料和建筑细节还是会有区别的,视用户给出的成本而定;还有不可忽视的一点是,数据仓库的数据从几百GB到几十TB不等,面对如此大的数据管理,无论支撑这些数据的RDBMS(关系数据库)多么强大,仍不可避免地要考虑数据库的物理设计。
2、概念模型
概念数据模型是面向用户、面向现实世界的数据模型,是与DBMS无关的。它主要用来描述一个单位的概念化结构。采用概念数据模型,数据库设计人员可以在设计的开始阶段,把主要精力用于了解和描述现实世界上,而把涉及DBMS的一些技术性的问题推迟到设计阶段去考虑。
3、数学模型
(1)评价问题抽象化和仿真化;
(2)各参数是由与评价对象有关的因素构成的。
(3)要表明各有关因素之间的关系。
二、分类上的区别:
1、物理模型
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。
2、概念模型
原理上来说,并没有具体的分类。
3、数学模型
(1)精确型:内涵和外延非常分明,可以用精确数学表达。
(2)模糊型:内涵和外延不是很清晰,要用模糊数学来描述。
(8)为什么研究物理存储模型扩展阅读:
建立数学模型的要求
1、真实完整。
(1)真实的、系统的、完整的反映客观现象;
(2)必须具有代表性;
(3)具有外推性,即能得到原型客体的信息,在模型的研究实验时,能得到关于原型客体的原因。
(4)必须反映完成基本任务所达到的各种业绩,而且要与实际情况相符合。
2、简明实用。在建模过程中,要把本质的东西及其关系反映进去,把非本质的、对反映客观真实程度影响不大的东西去掉,使模型在保证一定精确度的条件下,尽可能的简单和可操作,数据易于采集。
3、适应变化。随着有关条件的变化和人们认识的发展,通过相关变量及参数的调整,能很好的适应新情况。
9. “物理模型”是什么
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.