高中物理知識歸納：力學(xué)模型及方法

1、f2f1ba高中物理知識歸納（二）-力學(xué)模型及方法1連接體模型是指運(yùn)動中幾個(gè)物體疊放在一起、或并排在一起、或用細(xì)繩、細(xì)桿聯(lián)系在一起的物體組。解決這類問題的基本方法是整體法和隔離法。整體法是指連接體內(nèi)的物體間無相對運(yùn)動時(shí),可以把物體組作為整體，對整體用牛二定律列方程隔離法是指在需要求連接體內(nèi)各部分間的相互作用(如求相互間的壓力或相互間的摩擦力等)時(shí)，把某物體從連接體中隔離出來進(jìn)行分析的方法。ffm1m2ab2斜面模型（搞清物體對斜面壓力為零的臨界條斜面固定：物體在斜面上情況由傾角和摩擦因素決定m=tgq物體沿斜面勻速下滑或靜止mtgq物體靜止于斜面mv=2grbaabagr；v=2v=6b所以a

2、b桿對b做正功，ab桿對a做負(fù)功若v0gr，運(yùn)動情況為先平拋，繩拉直沿繩方向的速度消失即是有能量損失，繩拉緊后沿圓周下落機(jī)械能守恒。而不能夠整個(gè)過程用機(jī)械能守恒。求水平初速及最低點(diǎn)時(shí)繩的拉力？換為繩時(shí):先自由落體,在繩瞬間拉緊(沿繩方向的速度消失)有能量損失(即v1突然消失),再v2下擺機(jī)械能守恒例：擺球的質(zhì)量為m，從偏離水平方向30的位置由靜釋放，設(shè)繩子為理想輕繩，求：小球運(yùn)動到最低點(diǎn)a時(shí)繩子受到的拉力是多少？4超重失重模型系統(tǒng)的重心在豎直方向上有向上或向下的加速度(或此方向的分量ay)向上超重(加速向上或減速向下)f=m(g+a)；向下失重(加速向下或減速上升)f=m(g-a)難點(diǎn)：一個(gè)物

3、體的運(yùn)動導(dǎo)致系統(tǒng)重心的運(yùn)動1到2到3過程中(1、3除外)超重狀態(tài)繩剪斷后臺稱示數(shù)系統(tǒng)重心向下加速斜面對地面的壓力?af地面對斜面摩擦力?導(dǎo)致系統(tǒng)重心如何運(yùn)動？qm鐵木球的運(yùn)動圖9用同體積的水去補(bǔ)充5碰撞模型：特點(diǎn)，動量守恒；碰后的動能不可能比碰前大；對追及碰撞，碰后后面物體的速度不可能大于前面物體的速度。2222彈性碰撞：m1v1+m2v2=m1v1+m2v2(1)1111mv2+mv2=mv2+mv2(2)1212一動一靜且二球質(zhì)量相等的彈性正碰：速度交換大碰小一起向前；質(zhì)量相等，速度交換；小碰大，向后返。一動一靜的完全非彈性碰撞（子彈打擊木塊模型）mv0+0=(m+m)v1221mv2=(

4、m+m)v2+e0損e損=mv222(m+m)(m+m)2m+mk0112一(m+m)v02=mmv2m1m0=mv2=e0e損可用于克服相對運(yùn)動時(shí)的摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能e損=fd相=mmgd相=12mv2一012(m+m)v202vlsabvamv1va0v0bm112+m222=m1u12+m1u22“碰撞過程”中四個(gè)有用推論彈性碰撞除了遵從動量守恒定律外，還具備：碰前、碰后系統(tǒng)的總動能相等的特征，設(shè)兩物體質(zhì)量分別為m1、m2，碰撞前速度分別為1、2，碰撞后速度分別為u1、u2，即有：m11+m22=m1u1+m1u2111122221+碰后的速度u1和u2表示為：u1=m-m1m+m12

5、22m2m+m122u2=2m11m+m121+m-m2m+m122推論一：如對彈性碰撞的速度表達(dá)式進(jìn)行分析，還會發(fā)現(xiàn)：彈性碰撞前、后，碰撞雙方的相對速度大小相等，即：u2u1=12推論二：如對彈性碰撞的速度表達(dá)式進(jìn)一步探討，當(dāng)m1=m2時(shí)，代入上式得：u=v,u=v。即當(dāng)質(zhì)量相等的兩物體發(fā)生彈性正碰時(shí)，速度互換。1221推論三：完全非彈性碰撞碰撞雙方碰后的速度相等的特征，即：u1=u2由此即可把完全非彈性碰撞后的速度u1和u2表為：u1=u2=例3：證明：完全非彈性碰撞過程中機(jī)械能損失最大。mu+mu112m+m122m112+m222m1u12mu2證明：碰撞過程中機(jī)械能損失表為：e=11

6、112222221由動量守恒的表達(dá)式中得：u2=m(m11+m22m1u1)2代入上式可將機(jī)械能的損失表為u1的函數(shù)為：u1u1+(m12+m222)(m11+m2m(m+m)1122m22m(mu+mu)11122m21112122m2這是一個(gè)二次項(xiàng)系數(shù)小于零的二次三項(xiàng)式，顯然：當(dāng)u1=u2=mu+mu2)2即當(dāng)碰撞是完全非彈性碰撞時(shí)，系統(tǒng)機(jī)械能的損失達(dá)到最大值112m+m122時(shí)，em=m112+m2112222(mu+mu)211222(m+m)12推論四：碰撞過程中除受到動量守恒以及能量不會增加等因素的制約外，還受到運(yùn)動的合理性要求的制約，比如，某物體向右運(yùn)動，被后面物體追及而發(fā)生碰撞

7、，被碰物體運(yùn)動速度只會增大而不應(yīng)該減小并且肯定大于或者等于（不小于）碰撞物體的碰后速度。6人船模型：一個(gè)原來處于靜止?fàn)顟B(tài)的系統(tǒng)，在系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生相對運(yùn)動的過程中，在此方向遵從動量守恒：mv=mvms=mss+s=ds=mm+mdm/m=lm/lm載人氣球原靜止于高h(yuǎn)的高空，氣球質(zhì)量為m，人的質(zhì)量為m若人沿繩梯滑至地面，則繩梯至少為多長？mos2s1mr20m7彈簧振子模型：f=-kx（x、f、a、v、a、t、f、ek、ep等量的變化規(guī)律）水平型豎直型8單擺模型：t=2plg（類單擺）利用單擺測重力加速度9波動模型：特點(diǎn):傳播的是振動形式和能量,介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近振動并不隨波遷移。各質(zhì)點(diǎn)都

8、作受迫振動，起振方向與振源的起振方向相同，離源近的點(diǎn)先振動，沒波傳播方向上兩點(diǎn)的起振時(shí)間差=波在這段距離內(nèi)傳播的時(shí)間波源振幾個(gè)周期波就向外傳幾個(gè)波長。波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì),頻率不改變,波速v=s/t=l/t=lf波速與振動速度的區(qū)別波動與振動的區(qū)別：波的傳播方向質(zhì)點(diǎn)的振動方向（同側(cè)法）知波速和波形畫經(jīng)過t后的波形（特殊點(diǎn)畫法和去整留零法）物理解題方法：如整體法、假設(shè)法、極限法、逆向思維法、物理模型法、等效法、物理圖像法等模型法常常有下面三種情況（1）物理對象模型：用來代替由具體物質(zhì)組成的、代表研究對象的實(shí)體系統(tǒng)，稱為對象模型（也可稱為概念模型），即把研究的對象的本身理想化常見的如“力學(xué)”中有質(zhì)點(diǎn)、剛體、杠桿、輕質(zhì)彈簧、單擺、彈簧振子、彈性體、絕熱物質(zhì)等；（2）條件模型：把研究對象所處的外部條件理想化，排除外