知識點高中典型物理模型及方法

1、高中典型物理模型及方法一、連接體模型：是指運動中幾個物體或疊放在一起、或并排擠放在一起、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)的物體間無相對運動時,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，把某物體從連接體中隔離出來進(jìn)行分析的方法。連接體的圓周運動：兩球有相同的角速度；兩球構(gòu)成的系統(tǒng)機械能守恒(單個球機械能不守恒)m1m2與運動方向和有無摩擦(相同)無關(guān)，及與兩物體放置的方式都無關(guān)。平面、斜面、豎直都一樣。只要兩物體保持相對靜止記?。篘= (N為兩物體間

2、相互作用力), 一起加速運動的物體的分子m1F2和m2F1兩項的規(guī)律并能應(yīng)用討論：F10；F2=0 N=m2m1F F10；F20N= (就是上面的情況)F=F=F=F1>F2 m1>m2 N1<N2(為什么) N5對6=(m為第6個以后的質(zhì)量) 第12對13的作用力 N12對13=二、水流星模型(豎直平面內(nèi)的圓周運動是典型的變速圓周運動)1、研究物體通過最高點和最低點的情況，并且經(jīng)常出現(xiàn)臨界狀態(tài)。(圓周運動實例) 火車轉(zhuǎn)彎 汽車過拱橋、凹橋3飛機做俯沖運動時，飛行員對座位的壓力。物體在水平面內(nèi)的圓周運動（汽車在水平公路轉(zhuǎn)彎，水平轉(zhuǎn)盤上的物體，繩拴著的物體在光滑水平面上繞繩的

3、一端旋轉(zhuǎn)）和物體在豎直平面內(nèi)的圓周運動（翻滾過山車、水流星、雜技節(jié)目中的飛車走壁等）。萬有引力衛(wèi)星的運動、庫侖力電子繞核旋轉(zhuǎn)、洛侖茲力帶電粒子在勻強磁場中的偏轉(zhuǎn)、重力與彈力的合力錐擺、（關(guān)健要搞清楚向心力怎樣提供的）注意物理圓與幾何圓的最高點、最低點的區(qū)別： (以上規(guī)律適用于物理圓,但最高點,最低點, g都應(yīng)看成等效的情況2解決勻速圓周運動問題的一般方法（1）明確研究對象，必要時將它從轉(zhuǎn)動系統(tǒng)中隔離出來。（2）找出物體圓周運動的軌道平面，從中找出圓心和半徑。（3）分析物體受力情況，千萬別臆想出一個向心力來。（4）建立直角坐標(biāo)系（以指向圓心方向為x軸正方向）將力正交分解。（5）3離心運動在向心力

4、公式Fn=mv2/R中，F(xiàn)n是物體所受合外力所能提供的向心力，mv2/R是物體作圓周運動所需要的向心力。當(dāng)提供的向心力等于所需要的向心力時，物體將作圓周運動；若提供的向心力消失或小于所需要的向心力時，物體將做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運動，即離心運動。其中提供的向心力消失時，物體將沿切線飛去，離圓心越來越遠(yuǎn)；提供的向心力小于所需要的向心力時，物體不會沿切線飛去，但沿切線和圓周之間的某條曲線運動，逐漸遠(yuǎn)離圓心。三、斜面模型（搞清物體對斜面壓力為零的臨界條件）斜面固定：物體在斜面上情況由傾角和摩擦因素決定=tg物體沿斜面勻速下滑或靜止 > tg物體靜止于斜面< tg物體沿斜面加速下滑a=g(sin

5、一cos) 四、輕繩、桿模型繩只能受拉力，桿能沿桿方向的拉、壓、橫向及任意方向的力。如圖：桿對球的作用力由運動情況決定只有=arctg()時才沿桿方向 最高點時桿對球的作用力；最低點時的速度?，桿的拉力?Em，qL·O 若小球帶電呢？假設(shè)單B下擺,最低點的速度VB= mgR=整體下擺2mgR=mg+ = ； => VB=所以AB桿對B做正功，AB桿對A做負(fù)功五、通過輕繩連接的物體在沿繩連接方向(可直可曲)，具有共同的v和a。特別注意：兩物體不在沿繩連接方向運動時，先應(yīng)把兩物體的v和a在沿繩方向分解，求出兩物體的v和a的關(guān)系式，被拉直瞬間，沿繩方向的速度突然消失，此瞬間過程存在能

6、量的損失。討論：若作圓周運動最高點速度 V0<，運動情況為先平拋，繩拉直時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械能守恒。而不能夠整個過程用機械能守恒。求水平初速及最低點時繩的拉力？換為繩時: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：小球運動到最低點A時繩子受到的拉力是多少？六、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)

7、F=m(g-a)難點：一個物體的運動導(dǎo)致系統(tǒng)重心的運動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) a圖9q系統(tǒng)重心向下加速 斜面對地面的壓力? 地面對斜面摩擦力? 九、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)水平型或豎直型十、單擺模型：T=2 （類單擺）利用單擺測重力加速度十一、.波動模型：特點:傳播的是振動形式和能量,介質(zhì)中各質(zhì)點只在平衡位置附近振動并不隨波遷移。各質(zhì)點都作受迫振動， 起振方向與振源的起振方向相同，離源近的點先振動，沒波傳播方向上兩點的起振時間差=波在這段距離內(nèi)傳播的時間波源振幾個周期波就向外傳幾個波長。波從一種介質(zhì)傳

8、播到另一種介質(zhì),頻率不改變, 波速v=s/t=/T=f 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（特殊點畫法和去整留零法）十二、汽車的啟動問題: 具體變化過程可用如下示意圖表示關(guān)鍵是發(fā)動機的功率是否達(dá)到額定功率，恒定功率啟動速度VF=a=當(dāng)a=0即F=f時，v達(dá)到最大vm保持vm勻速變加速直線運動勻速直線運動恒定加速度啟動a定=即F一定P=F定v即P隨v的增大而增大當(dāng)a=0時，v達(dá)到最大vm，此后勻速當(dāng)P=P額時a定=0，v還要增大F=a=勻加速直線運動變加速（a）運動勻速運動 (1)若額定功率下起動,則一定是變加速運動,因為牽引

9、力隨速度的增大而減小求解時不能用勻變速運動的規(guī)律來解.(2)特別注意勻加速起動時,牽引力恒定當(dāng)功率隨速度增至預(yù)定功率時的速度(勻加速結(jié)束時的速度)，并不是車行的最大速度此后，車仍要在額定功率下做加速度減小的加速運動(這階段類同于額定功率起動)直至a=0時速度達(dá)到最大十三、圖象模形：識圖方法： 一軸、二線、三斜率、四面積、五截距、六交點明確：點、線、面積、斜率、截距、交點的含義中學(xué)物理中重要的圖象 運動學(xué)中的s-t圖、v-t圖、振動圖象x-t圖以及波動圖象y-x圖等。電學(xué)中的電場線分布圖、磁感線分布圖、等勢面分布圖、交流電圖象、電磁振蕩i-t圖等。實驗中的圖象：如驗證牛頓第二定律時要用到a-F圖

10、象、F-1/m圖象；用“伏安法 ”測電阻時要畫I-U圖象；測電源電動勢和內(nèi)電阻時要畫U-I圖；用單擺測重力加速度時要畫的圖等。在各類習(xí)題中出現(xiàn)的圖象：如力學(xué)中的F-t圖、電磁振蕩中的q-t圖、電學(xué)中的P-R圖、電磁感應(yīng)中的-t圖、E-t圖等。模型法常常有下面三種情況(1)“對象模型”：即把研究的對象的本身理想化用來代替由具體物質(zhì)組成的、代表研究對象的實體系統(tǒng)，稱為對象模型（也可稱為概念模型），實際物體在某種條件下的近似與抽象，如質(zhì)點、光滑平面、理想氣體、理想電表等；常見的如“力學(xué)”中有質(zhì)點、點電荷、輕繩或桿、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

11、理想化.排除外部條件中干擾研究對象運動變化的次要因素，突出外部條件的本質(zhì)特征或最主要的方面，從而建立的物理模型稱為條件模型(3)過程模型：把具體過理過程純粹化、理想化后抽象出來的一種物理過程，稱過程模型理想化了的物理現(xiàn)象或過程，如勻速直線運動、自由落體運動、豎直上拋運動、平拋運動、勻速圓周運動、簡諧運動等。有些題目所設(shè)物理模型是不清晰的，不宜直接處理，但只要抓住問題的主要因素，忽略次要因素，恰當(dāng)?shù)膶?fù)雜的對象或過程向隱含的理想化模型轉(zhuǎn)化，就能使問題得以解決。審視物理情景 構(gòu)建物理模型 轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題 還原為物理結(jié)論解決物理問題的一般方法可歸納為以下幾個環(huán)節(jié)：原始的物理模型可分為如下兩類：對象模型（質(zhì)點、輕桿、輕繩、彈簧振子、單擺、理想氣體、點電荷、理想電表、理想變壓器、勻強電場、勻強磁場、點光源、光線、原子模型等）過程模型（勻速直線運動、勻變速直線運動、勻速圓周運動、平拋運動、簡諧運動、簡諧波、彈性碰撞、自由落體運動、豎直