献·给·读·者

《通过模型学解题》（物理）丛书是围绕高中物理教材，结合中学教学实际编写的学生课外读物．本丛书突破按知识体系谋篇布局的常规，力图引导学生换一种新的角度去窥视中学物理图景，领悟分析和解决物理问题的思路．什么叫物理模型？物理模型就是抽象化了的物理研究对象、条件或过程．物理模型可划分为实体模型与过程模型两大类．实体模型是研究对象或条件的抽象．质点、点电荷、点光源、光滑轨道、单摆、理想气体、匀强电场、匀强磁场、核式结构的原子等，都属于实体模型．

过程模型是对物理过程的抽象．直线运动、圆周运动、简谐运动、等温过程、静电平衡、稳恒电流、带电粒子在电场与磁场中的运动、导体在磁场中的运动等等，都是过程模型．

物理模型，按其性质特征、规模大小及相互联系，可以划分为不同的层次．本丛书以过程模型为结构框架，各分册有体现第一层次模型的书名和体现第二、三层次模型的简明目录．所谓“通过模型学解题”， 就是根据物理问题的基本性质和特征，条分缕析，剖切成各个层次的过程模型，并抓住同一模型中各类问题的共同特性，例举有代表性的实体模型，综合运用各种物理知识，各种定理、定律，运用不同的观点、方法，归纳出解决问题的一般途径和方法技巧．

本丛书在研究具体问题时，以文字演算为主，避免繁琐的数值计算， 从而使解决问题的方法更具广泛性，更显得逻辑严密．

按物理模型构建丛书框架，在不同层次的模型上展示物理图景，是一种新的编写体裁，新的尝试，前无经验，谬误和不妥之处难免，敬请读者批评指正．

王兴桃 1994 年 2 月

从学习知识的角度来看，研究机械振动与机械波，需要综合运用力学基本知识、基本规律，研究振动物体的运动与外力的关系，用功、能原理探讨振动过程的能量特性．从方法论的角度来看，由于振动过程、波动过程的显著特点是运动的周期性，所以在研究方法、物理模型与教学工具的运用上，都与直线运动和一般的曲线运动有明显的区别．学习研究振动与波动问题，不仅是重点知识的应用与深化，而且还是知识的拓宽与研究方法的发展．

简谐振动是本书研究的重点．由于任何复杂的周期运动都可以看作是若干个简谐振动的合成，所以，深刻理解简谐振动发生的条件，准确判断简谐振动的周期，熟练掌握描述简谐振动过程的各种数学方法十分重要．

参考圆是研究简谐振动的物理模型，也是描述简谐振动的有效的数学方法．作为物理模型，它把简谐振动与圆上的匀速圆周运动在一条直径上投影的运动联系起来；作为方法，应用参考圆可以在初等数学范围内，推导出一套描述简谐振动的数学公式和图象．这种把复杂运动与熟悉的简单的运动联系起来，用已有知识探索未知领域的方法，既直观简单，又易被理解和掌握，是科学研究常用的方法．了解并掌握这种方法， 是分析解决实际问题的需要，也是培养提高能力的有效途径．