高中物理常見(jiàn)十種模型2

高中物理常見(jiàn)十種模型目錄CONTENTS質(zhì)點(diǎn)模型勻變速直線運(yùn)動(dòng)模型拋體運(yùn)動(dòng)模型圓周運(yùn)動(dòng)模型萬(wàn)有引力定律模型目錄CONTENTS機(jī)械能守恒定律模型電場(chǎng)模型磁場(chǎng)模型電磁感應(yīng)模型原子結(jié)構(gòu)模型01CHAPTER質(zhì)點(diǎn)模型質(zhì)點(diǎn)是具有一定質(zhì)量而不考慮其形狀和大小的理想化物理模型。質(zhì)點(diǎn)定義質(zhì)點(diǎn)具有質(zhì)量，是物體慣性和引力的量度；質(zhì)點(diǎn)沒(méi)有形狀和大小，可視為一個(gè)幾何點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)性質(zhì)定義與性質(zhì)

運(yùn)動(dòng)規(guī)律牛頓運(yùn)動(dòng)定律質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律，即F=ma，其中F為質(zhì)點(diǎn)所受合力，m為質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量，a為質(zhì)點(diǎn)加速度。勻速直線運(yùn)動(dòng)在不受外力或所受合外力為零的情況下，質(zhì)點(diǎn)將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。勻變速直線運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在恒力作用下，將做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其加速度恒定不變。拋體運(yùn)動(dòng)將物體以一定初速度拋出，在只受重力的作用下，物體的運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線。通過(guò)分析物體的受力情況和初始條件，可求解物體的運(yùn)動(dòng)軌跡、速度和位移等物理量。圓周運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在恒力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其向心加速度大小恒定，方向始終指向圓心。通過(guò)分析向心加速度、線速度和角速度等物理量之間的關(guān)系，可求解圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)問(wèn)題。碰撞問(wèn)題兩個(gè)或多個(gè)質(zhì)點(diǎn)在相互作用力下發(fā)生碰撞，根據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒定律可求解碰撞前后的速度、動(dòng)能等物理量的變化。通過(guò)分析碰撞類型（如彈性碰撞、非彈性碰撞）和條件，可求解不同類型的碰撞問(wèn)題。典型問(wèn)題解析02CHAPTER勻變速直線運(yùn)動(dòng)模型v=v0+at，其中v0是初速度，a是加速度，t是時(shí)間。這個(gè)公式描述了物體在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的速度變化。速度公式s=v0t+1/2at^2，其中s是位移。這個(gè)公式表示物體在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的位移與時(shí)間的關(guān)系。位移公式在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，速度-時(shí)間圖像是一條直線，位移-時(shí)間圖像是一條拋物線。圖像表示基本公式與圖像在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，物體的加速度保持恒定，不隨時(shí)間變化。加速度恒定速度均勻變化位移與時(shí)間的關(guān)系由于加速度恒定，物體的速度隨時(shí)間均勻變化，即速度的增加或減少是線性的。物體的位移與時(shí)間成二次函數(shù)關(guān)系，這是因?yàn)樗俣入S時(shí)間線性變化，而位移是速度的積分。030201勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律自由落體運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一個(gè)特例，其中加速度為重力加速度g。通過(guò)應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本公式和規(guī)律，可以解決自由落體運(yùn)動(dòng)中的各種問(wèn)題，如求下落時(shí)間、下落距離等。豎直上拋運(yùn)動(dòng)豎直上拋運(yùn)動(dòng)是另一個(gè)典型的勻變速直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。物體被豎直向上拋出后，在重力的作用下做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。通過(guò)分析物體的初速度、加速度和時(shí)間等因素，可以求解物體上升的最大高度、落地時(shí)間等問(wèn)題。追及相遇問(wèn)題這類問(wèn)題涉及兩個(gè)或多個(gè)物體在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)比較不同物體的速度、加速度和位移等參數(shù)，可以確定它們何時(shí)相遇、何時(shí)分離以及相遇時(shí)的相對(duì)速度等問(wèn)題。典型問(wèn)題解析03CHAPTER拋體運(yùn)動(dòng)模型平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線。運(yùn)動(dòng)軌跡物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平分速度保持不變。水平方向物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，豎直分速度逐漸增大。豎直方向平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律斜拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律斜拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條斜向的拋物線。斜拋運(yùn)動(dòng)的角度決定了物體在水平和豎直方向上的分速度。物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平分速度保持不變。物體在豎直方向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，豎直分速度先減小后增大。運(yùn)動(dòng)軌跡斜拋角度水平方向豎直方向斜拋運(yùn)動(dòng)的最值問(wèn)題求解斜拋運(yùn)動(dòng)中物體的最大高度、最大射程等問(wèn)題，需要運(yùn)用斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和數(shù)學(xué)方法進(jìn)行求解。平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)結(jié)合求解物體平拋后進(jìn)入圓周軌道的問(wèn)題，需要綜合運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律進(jìn)行求解。平拋運(yùn)動(dòng)與斜面結(jié)合求解物體平拋后落在斜面上的速度、位移等問(wèn)題，需要運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和幾何關(guān)系進(jìn)行求解。典型問(wèn)題解析04CHAPTER圓周運(yùn)動(dòng)模型線速度角速度周期頻率描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量01020304描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢，大小等于質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的弧長(zhǎng)與所用時(shí)間的比值。描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢，大小等于質(zhì)點(diǎn)所在半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度與所用時(shí)間的比值。質(zhì)點(diǎn)繞圓周運(yùn)動(dòng)一周所需的時(shí)間。單位時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)繞圓周運(yùn)動(dòng)的圈數(shù)。123指向圓心的合力提供向心力，向心力的大小與質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量、線速度的平方和半徑有關(guān)。向心力公式描述質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)速度方向改變快慢的物理量，大小等于線速度的平方除以半徑。向心加速度公式質(zhì)點(diǎn)所受的合外力大小不變，方向始終指向圓心。勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律典型問(wèn)題解析豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)分析質(zhì)點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，注意最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的受力分析和向心力的來(lái)源。水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)分析質(zhì)點(diǎn)在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，注意靜摩擦力和向心力的關(guān)系。天體運(yùn)動(dòng)將天體運(yùn)動(dòng)看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力求解天體的質(zhì)量和密度等問(wèn)題。帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)洛倫茲力提供向心力求解粒子的速度、半徑和周期等問(wèn)題。05CHAPTER萬(wàn)有引力定律模型F=G*m1*m2/r^2，其中G為萬(wàn)有引力常數(shù)，m1和m2分別為兩物體的質(zhì)量，r為兩物體之間的距離。揭示了自然界中任何兩個(gè)物體之間都存在相互吸引力，且這個(gè)力與兩物體的質(zhì)量成正比，與它們之間的距離的平方成反比。萬(wàn)有引力定律公式及意義萬(wàn)有引力定律的意義萬(wàn)有引力定律公式描述了行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道、速度和周期等規(guī)律。其中第一定律指出行星軌道為橢圓，太陽(yáng)位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上；第二定律指出行星與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等；第三定律指出行星公轉(zhuǎn)周期的平方與其橢圓軌道半長(zhǎng)軸的立方成正比。開(kāi)普勒三定律萬(wàn)有引力是天體運(yùn)動(dòng)的主要原因。在太陽(yáng)系中，行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)是因?yàn)槭艿教?yáng)的引力作用。通過(guò)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律，可以推導(dǎo)出天體運(yùn)動(dòng)的軌道和速度等規(guī)律。萬(wàn)有引力與天體運(yùn)動(dòng)天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律雙星問(wèn)題雙星是指兩個(gè)質(zhì)量相近的天體，在彼此的引力作用下繞著它們的共同質(zhì)心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。求解雙星問(wèn)題時(shí)，需要運(yùn)用萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，列出兩個(gè)天體的向心力方程，并結(jié)合它們的角速度相等這一條件進(jìn)行求解。變軌問(wèn)題當(dāng)衛(wèi)星或飛船在太空中需要改變軌道時(shí)，可以通過(guò)改變其速度來(lái)實(shí)現(xiàn)。變軌問(wèn)題涉及到萬(wàn)有引力定律、圓周運(yùn)動(dòng)和牛頓第二定律等知識(shí)點(diǎn)。求解變軌問(wèn)題時(shí)，需要分析衛(wèi)星或飛船在不同軌道上的受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并列出相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行求解。黑洞與中子星黑洞和中子星是宇宙中密度極大的天體，它們的形成和性質(zhì)與萬(wàn)有引力定律密切相關(guān)。求解黑洞和中子星相關(guān)問(wèn)題時(shí)，需要了解廣義相對(duì)論的基本知識(shí)，如愛(ài)因斯坦場(chǎng)方程和時(shí)空彎曲等概念，并結(jié)合萬(wàn)有引力定律進(jìn)行分析和計(jì)算。典型問(wèn)題解析06CHAPTER機(jī)械能守恒定律模型機(jī)械能守恒條件只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。機(jī)械能守恒表達(dá)式在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能之和保持不變，即$E_k+E_p=text{常數(shù)}$，其中$E_k$為動(dòng)能，$E_p$為勢(shì)能。機(jī)械能守恒條件及表達(dá)式功能關(guān)系功是能量轉(zhuǎn)化的量度。重力做功等于重力勢(shì)能減少量，彈力做功等于彈性勢(shì)能減少量，合外力做功等于動(dòng)能增加量。能量轉(zhuǎn)化在機(jī)械能守恒的過(guò)程中，動(dòng)能和勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化。當(dāng)物體由高處向低處運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；當(dāng)物體由低處向高處運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。功能關(guān)系與能量轉(zhuǎn)化單擺是一種典型的機(jī)械能守恒模型。在忽略空氣阻力和摩擦的情況下，單擺的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和保持不變。通過(guò)求解單擺的運(yùn)動(dòng)方程，可以得到其周期、振幅等物理量。彈簧振子也是一種常見(jiàn)的機(jī)械能守恒模型。在忽略摩擦和空氣阻力的情況下，彈簧振子的動(dòng)能和彈性勢(shì)能之和保持不變。通過(guò)求解彈簧振子的運(yùn)動(dòng)方程，可以得到其周期、振幅等物理量。斜面模型是機(jī)械能守恒定律應(yīng)用的另一個(gè)典型例子。當(dāng)物體沿斜面下滑時(shí)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能。如果斜面光滑，則機(jī)械能守恒；如果斜面粗糙，則機(jī)械能不守恒。通過(guò)求解斜面上的物體的運(yùn)動(dòng)方程，可以得到其速度、位移等物理量。單擺模型彈簧振子模型斜面模型典型問(wèn)題解析07CHAPTER電場(chǎng)模型電勢(shì)差定義描述電場(chǎng)能的性質(zhì)，反映電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值。電場(chǎng)強(qiáng)度定義描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)，反映電場(chǎng)本身的強(qiáng)弱和方向。二者關(guān)系電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差密切相關(guān)，可通過(guò)電場(chǎng)線、等勢(shì)面等概念建立聯(lián)系。在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差成正比，與兩點(diǎn)間距離成反比。電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差關(guān)系運(yùn)動(dòng)軌跡01帶電粒子在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力的作用，其運(yùn)動(dòng)軌跡可以是直線或曲線，取決于初速度和電場(chǎng)力的方向關(guān)系。加速與減速02當(dāng)帶電粒子所受電場(chǎng)力與其運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，粒子做加速運(yùn)動(dòng)；相反時(shí)，粒子做減速運(yùn)動(dòng)。偏轉(zhuǎn)與回旋03當(dāng)帶電粒子以一定角度進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象。若粒子速度方向與電場(chǎng)力方向垂直，則粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)；若粒子速度方向與磁場(chǎng)力方向垂直，則粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)規(guī)律03帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析粒子在復(fù)合場(chǎng)（如電場(chǎng)和磁場(chǎng)的疊加）中的受力情況和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，綜合運(yùn)用力學(xué)、電磁學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題。01帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)通過(guò)分析粒子的受力情況和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，求解粒子的偏轉(zhuǎn)距離、偏轉(zhuǎn)角等問(wèn)題。02帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)利用洛倫茲力提供向心力的條件，結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，求解粒子的軌道半徑、周期等問(wèn)題。典型問(wèn)題解析08CHAPTER磁場(chǎng)模型磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，用符號(hào)B表示，單位為特斯拉（T）。磁感應(yīng)強(qiáng)度定義通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力稱為安培力，其大小F=BILsinθ，其中I為電流強(qiáng)度，L為導(dǎo)線長(zhǎng)度，θ為電流方向與磁場(chǎng)方向的夾角。安培力公式當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，安培力最大，此時(shí)F=BIL；當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，安培力為零。磁感應(yīng)強(qiáng)度與安培力的關(guān)系磁感應(yīng)強(qiáng)度與安培力關(guān)系帶電粒子在磁場(chǎng)中受到的力稱為洛倫茲力，其大小f=qvBsinθ，其中q為粒子電荷量，v為粒子速度，θ為粒子速度方向與磁場(chǎng)方向的夾角。洛倫茲力當(dāng)帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，洛倫茲力提供向心力，使粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。圓周運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子以一定角度射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡為螺旋線。螺旋運(yùn)動(dòng)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)規(guī)律帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題當(dāng)帶電粒子同時(shí)處于電場(chǎng)和磁場(chǎng)中時(shí)，需要綜合考慮電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用，分析粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡和速度變化。粒子在磁場(chǎng)中的碰撞問(wèn)題當(dāng)兩個(gè)帶電粒子在磁場(chǎng)中發(fā)生碰撞時(shí)，需要考慮動(dòng)量守恒、能量守恒等條件，求解碰撞后的粒子速度、方向等參數(shù)。粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問(wèn)題通過(guò)分析粒子的入射速度、磁感應(yīng)強(qiáng)度等條件，求解粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角度、半徑等參數(shù)。典型問(wèn)題解析09CHAPTER電磁感應(yīng)模型法拉第電磁感應(yīng)定律當(dāng)穿過(guò)回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)回路的磁通量對(duì)時(shí)間的變化率成正比。感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件一是要有閉合回路，二是穿過(guò)回路的磁通量要發(fā)生變化。楞次定律感應(yīng)電流的方向總是要使它產(chǎn)生的磁通量來(lái)阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。法拉第電磁感應(yīng)定律及應(yīng)用010203自感現(xiàn)象由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象?；ジ鞋F(xiàn)象由于一個(gè)線圈的電流變化而導(dǎo)致另一個(gè)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。自感系數(shù)和互感系數(shù)自感系數(shù)表示線圈自感能力的大小，與線圈的形狀、大小、匝數(shù)以及有無(wú)鐵芯等因素有關(guān)；互感系數(shù)表示兩個(gè)線圈之間互感能力的大小，與兩個(gè)線圈的形狀、大小、匝數(shù)以及相對(duì)位置等因素有關(guān)。自感現(xiàn)象和互感現(xiàn)象分析電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題電磁感應(yīng)中經(jīng)常涉及動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，如導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，以及由此產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流等問(wèn)題。電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題電磁感應(yīng)中經(jīng)常涉及能量問(wèn)題，如電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化和守恒，以及由此產(chǎn)生的熱量等問(wèn)題。電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題電磁感應(yīng)中經(jīng)常涉及電路問(wèn)題，如電阻、電容、電感等元件在電路中的作用，以及電路的串并聯(lián)等問(wèn)題。典型問(wèn)題解析10CHAPTER原子結(jié)構(gòu)模型盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，認(rèn)為原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)。盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型的提出，打破了傳統(tǒng)的“棗糕模型”，揭示了原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為原子物理學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。意義盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型及意義VS波爾在盧瑟福模型的基礎(chǔ)上，引入了量子化條件，提出了氫原子理論。他認(rèn)為電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道是量子化的，電子在這些軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，既不吸收能量也不放出能量。能級(jí)躍遷規(guī)