把研究对象、状态、过程等建立物理模型
物理学所分析和研究的实际问题往往非常复杂，有众多的因素，如果我们把所有的因素都毫不遗漏地考虑进去，那么势必会增加研究问题的难度，甚至无法研究。因此，为了更好地揭示事物的本质，人们往往根据观察和实验所获得的各种感性材料，将复杂具体的物理事件去粗存精（舍去那些表面的、次要的条件，抓住主要因素），得出一种能反映原物本质特性的理想物质（过程）或假想结构，这种理想物质（过程）或假想结构就称之为物理模型。物理模型是人们通过科学思维对物质世界中原物的抽象描述；是按照物理学研究的特定目的，用物质形式或思维形式对原型客体本质关系的再现。人们通过对物理模型的认识与研究，去获取关于原型客体的知识及其在自然界中的运动变化规律。在解答物理问题时，关键点在于：一是要明确研究对象是什么以及研究对象所处的状态，并把研究对象视为适当的模型；二是要研究状态如何变化，即所谓过程，并把它视为适当的模型，然后找出这些模型所遵循的规律。
由于具体物理问题的解决，需要把具体的物理现象和过程还原成一定的“物理模型”，才能用相应的规律或理论加以解决，因此“物理模型”教学是提高学生分析问题能力的重要途径，也是培养学生科学研究物理问题的有效途径。同时，通过“物理模型”教学，还有利于促使教学的软化，促进学生综合素质的提高。
在科学研究和物理教学中物理模型的建立具有十分重要的作用。利用理想模型，可以使复杂问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差；同时，可使事物的运动规律具有较为简单的形式，让人们更好地认识和掌握。物理模型教学对于培养学生的抽象思维能力、分析解决问题的能力和应试能力等方面是极为有利的，物理模型教学是教师传授物理知识的一种基本方法，也是学生获取物理知识的重要途径，物理模型的建立在物理教学中具有重要作用。
例1一架老式飞机在高出地面H的高度，以速度v水平飞行，为了使飞机上投下的炸弹落在指定的目标上，应该在距离轰炸目标多远的地方投弹？
解决该问题时，必须舍弃次要因素——空气阻力的影响，建立相应的物理模型。由于炸弹从水平飞行的飞机上落下，再离开飞机时具有与飞机相同的水平速度，因而可把炸弹近似作为平抛物体运动。炸弹同时参与竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动。轰炸目标在地面上，炸弹落到地面所用的时间t是由竖直方向的运动决定的，在时间t内，如果炸弹在水平方向通过的距离等于飞机投弹时离目标的水平距离，即可命中目标。
例2一跳水运动员从离水面10m高的平台跃起，举起双臂直体离开平台，此时重心位于从手到脚全长的中点，跃起后重心升高0.45m达到最高点，落水时身体竖直，手先入水（在此过程中运动员水平方向运动忽略不计）。从离开平台到手触水面，问他可用于完成空中各种动作的时间是多少。
表面上看，这个问题比较复杂，但是只要抓住主要因素（运动员竖直跃起到最高点，然后再跳入水中这一过程），首先把结构复杂的人体抽象成一个质点，建立质点模型；然后忽略运动员在水平方向的运动，这样跳水运动员的跳水过程就可以看成竖直上抛过程，建立竖直上抛运动模型。实际上本题已经建立了两个模型：一是质点模型；二是竖直上抛运动模型。根据题意建立起物理模型，利用相应的物理模型的规律便可轻松求解。
例3某学校科技小组的同学们设计了一个自动冲刷厕所的水箱模型，这种水箱模型能把自来水管供给的较小流量的水储存到一定量后，自动开启放水阀门，冲刷便池中的污物。如图10-1是这种水箱模型的主要部件的截面示意图，图10-1中水箱A是一个底面积为200cm2的圆柱桶，桶的深度为60cm，上面敞口。浮筒B是一个质量为m=0.2kg的空心密封圆柱体，其底面积S1为80cm2，高为30cm；放水阀门C是一个质量可忽略的圆柱体，其底面积S2为40cm2，厚度d为1cm；放水阀门C能将排水管口恰好盖严，阀门上固定一根轻杆与浮筒相连，杆的长度为L，当水箱中的水深达到H时，浮筒B刚好能将放水阀门C打开。
图10-1
（1）请求出水箱中的水深H与轻杆L的函数关系。
（2）求当L为多长时，进水管不管进水多长时间也无法把阀门C打开。
【考点】浮力大小的计算；力的合成与应用。
【分析】（1）当浮筒B所受的浮力大于B的重力与杆的拉力之和时才能将阀门打开，设浮筒B浸入水中深度至少为h时阀门C刚好被打开，根据受力分析与浮力的计算公式求出h，则H=h+d+L；
（2）当浮筒B全部浸没时浮力仍小于或等于B的重力与杆的拉力之和时，不管进水多长时间都无法把阀门C打开；由（1）中H与L的关系以及H≤30cm+L+d，求出L的长度。
图10-2
【解答】由题知：H=60cm；mB=0.2kg；S1=80cm2；hB=30cm；S2=40cm2；d=1cm；
（1）设浮筒B浸入水中的深度至少为h时阀门C刚好被打开；方法一：以B为研究对象，受力分析如图甲所示：F浮=GB+F拉，以C为研究对象，受力分析如图乙所示：F拉′=F压，
因为F拉=F拉′，所以F浮=GB+F压，
即：ρ水gS1h=mBg+ρ水gS2（h+L）。
代入数据解得：h=5+L。
则水深为：H=h+L+d。
即：H=2L+6cm。
方法二：以B和C整体作为研究对象ρg（H-L-d）S1-ρg（H-d）S2=mg，
代入数据得：H=2L+6cm。
（2）根据题意可知：H≤30cm+L+d，H≤60cm，H=2L+6cm。
由以上三式得L≤25cm。
答：（1）水箱中的水深H与轻杆L的函数关系是：H=2L+6cm。
（2）当L≤25cm时，进水管不管进水多长时间也无法把阀门C打开。
【点评】考查（1）对物体进行受力情况分析；（2）液体内部压强公式；（3）压强的定义式；（4）阿基米德原理；（5）运用物理知识解决生产、生活中实际问题的能力，综合性强，难度大。