2025年中考物理解題方法復(fù)習(xí)專(zhuān)題6理想模型法

2025年中考物理解題方法復(fù)習(xí)專(zhuān)題6----理想模型法1.方法介紹理想化模型就是把復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，摒棄次要條件，抓住主要因素，對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行理想化處理和構(gòu)建的物理模型。在建立理想化模型的基礎(chǔ)上，有時(shí)為了更加形象地描述要研究的物理現(xiàn)象、物理問(wèn)題，還需要引入一些虛擬的內(nèi)容，以此直觀地表述物理情形或經(jīng)過(guò)一系列物理實(shí)驗(yàn)得出推論。舉例如下。(1)光線、磁感線都是虛擬假定出來(lái)的，但它們卻直觀、形象地描述物理情境與事實(shí)，對(duì)于解決問(wèn)題來(lái)說(shuō)更加方便。通過(guò)磁感線研究磁場(chǎng)的分布，通過(guò)光線研究光的傳播路徑和方向。(2)牛頓第一定律是在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上推理出來(lái)的，在實(shí)驗(yàn)室是很難實(shí)現(xiàn)的。(3)勻速直線運(yùn)動(dòng)，就是一種理想模型。在生活實(shí)際中嚴(yán)格意義上的勻速直線運(yùn)動(dòng)是無(wú)法找到的，但有很多的運(yùn)動(dòng)情形都近似于勻速直線運(yùn)動(dòng)，按勻速直線運(yùn)動(dòng)來(lái)處理，大大降低了問(wèn)題的難度，得到的結(jié)果又具有極高的精度，在允許的誤差范圍內(nèi)與實(shí)際相吻合。(4)力的示意圖或力的圖示。(5)連通器液片模型補(bǔ)充。(6)杠桿也是一種理想模型，杠桿在實(shí)際使用時(shí)，由于受力的作用，會(huì)引起或大或小的形變，但可忽略不計(jì)，因此我們就把杠桿理想化，認(rèn)為它無(wú)形變。(7)斜拉索式大橋可認(rèn)為是杠桿模型。(8)滑輪組中不計(jì)繩子與滑輪間的摩擦力及繩重，也是理想化模型的體現(xiàn)。(9)電路圖是實(shí)物圖的模型。(10)柴油機(jī)、汽油機(jī)模型。(11)原子核式結(jié)構(gòu)模型。理想化模型特點(diǎn)：初中物理中的理想化模型比較固定，基本為以上羅列的內(nèi)容，容易識(shí)別。理想化模型優(yōu)點(diǎn)：能夠更加形象、直觀地解決復(fù)雜的物理問(wèn)題。2.實(shí)例分析如圖6-1所示，為探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響，讓小車(chē)自斜面頂端從靜止開(kāi)始滑下，觀察小車(chē)從同一高度滑下后，在不同表面運(yùn)動(dòng)的距離。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()。讓小車(chē)從同一高度滑下，目的是為了控制小車(chē)每次滑到平面時(shí)速度相同B.在實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)分別在毛巾、棉布、木板上滑行直到靜止，這三次實(shí)驗(yàn)小車(chē)消耗的機(jī)械能相等C.根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，可以推理得出：所有的物體，如果它的速度不發(fā)生變化，一定不受阻力的作用D.小車(chē)在斜面上下滑過(guò)程中受到重力、支持力和摩擦力的作用分析(1)牛頓第一定律的內(nèi)容：一切物體在沒(méi)有受到力的作用時(shí)，總保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；(2)本題為探究牛頓第一定律(阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)影響)的實(shí)驗(yàn)，采用了實(shí)驗(yàn)加推理的方法。A.我們讓小車(chē)從同一高度滾下，目的是讓小車(chē)每次到達(dá)水平面時(shí)的速度都相同，便于比較，故該選項(xiàng)說(shuō)法正確；B.在實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)分別在毛巾、棉布、木板上滑行直到靜止，這三次實(shí)驗(yàn)小車(chē)消耗的機(jī)械能都來(lái)自小車(chē)的重力勢(shì)能，它們是相等的，故該選項(xiàng)說(shuō)法正確；C.根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，可以推理得出：如果沒(méi)有阻力的話小車(chē)將會(huì)滑行并一直進(jìn)行下去，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故該選項(xiàng)說(shuō)法不正確；D.小車(chē)在斜面上下滑過(guò)程中受到重力、支持力和摩擦力的作用，故該選項(xiàng)說(shuō)法正確。故選C。本題考查了牛頓第一定律的斜面小車(chē)實(shí)驗(yàn)，注意牛頓第一定律不是實(shí)驗(yàn)定律，它是在探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)推理得出的，這一點(diǎn)經(jīng)常以填空題的形式出現(xiàn)。答案C典例精講例題1在汽車(chē)駕駛室內(nèi)，駕駛員通過(guò)左右兩側(cè)后視鏡觀察車(chē)后方，總會(huì)有看不到的區(qū)域(盲區(qū))，人或其他車(chē)輛應(yīng)盡量避免進(jìn)入盲區(qū)。如圖6-2所示，S為駕駛員眼睛位置，MN為左側(cè)后視鏡左右兩邊界點(diǎn)，請(qǐng)作出反射光線NS的入射光線，并標(biāo)出BM到車(chē)左側(cè)(虛線所示)之間的盲區(qū)。思路提示光線可以認(rèn)為是理想化的模型，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)生活中是沒(méi)有光線的。本題主要考查光的反射規(guī)律。例題2如圖6-3所示，請(qǐng)根據(jù)電流方向，標(biāo)出通電螺線管的N極和S極。思路提示磁感線也是理想化模型典型的體現(xiàn)，我們可以用右手螺旋定則直接判定。例題3根據(jù)圖6-4所示的實(shí)物電路圖，在右側(cè)的虛線框內(nèi)畫(huà)出與它對(duì)應(yīng)的電路圖。思路提示電路圖是實(shí)物圖的理想模型，電路圖能夠非常直觀地把復(fù)雜的電路連接關(guān)系體現(xiàn)出來(lái)，化難為易，處理問(wèn)題更加方便。在實(shí)際畫(huà)圖的過(guò)程中，我們需要先畫(huà)出其中的一條基本電路，然后再填補(bǔ)上其他電路。例題4圖6-5是乳牛自動(dòng)喂水器裝置原理圖，請(qǐng)你觀察，該裝置在設(shè)計(jì)中應(yīng)用到的物理原理或規(guī)律有哪些(寫(xiě)出三個(gè)知識(shí)點(diǎn))。并簡(jiǎn)述該裝置的工作原理。思路提示這是將生活實(shí)際簡(jiǎn)化為物理模型的一道題，可以將整個(gè)裝置拆成若干個(gè)物理模型，觀察每個(gè)模型各自用了什么物理原理。例題5如圖6-6所示，一輛板車(chē)的車(chē)輪陷入了淤泥里，甲、乙兩人來(lái)幫忙。甲幫助拉車(chē)把。乙推車(chē)輪的邊緣。若兩人用力一樣大，且方向合理，則兩人用力的實(shí)際效果更好一些的是。請(qǐng)畫(huà)出效果好的最小動(dòng)力的示意圖。思路提示本題可以用模型法，將板車(chē)?yán)硐牖梢粋€(gè)杠桿，然后求杠桿中的最小的力。例題小陽(yáng)想通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出牛奶的密度ρ牛。他找來(lái)一根直硬棒，用細(xì)線系在硬棒的中點(diǎn)O并把硬棒懸掛起來(lái)，硬棒在水平位置平衡。然后他將石塊M掛在硬棒的右端點(diǎn)E、密度為ρ的金屬塊N掛在硬棒的左端點(diǎn)C時(shí)，硬棒在水平位置再次平衡，如圖6-7所示。當(dāng)把金屬塊N浸沒(méi)在待測(cè)密度的牛奶中，把石塊M從E點(diǎn)移動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)，硬棒第三次在水平位置平衡。如果用L?表示O、E兩點(diǎn)間的距離，用L?表示O、D兩點(diǎn)間的距離，則.ρ=思路提示本題中，將硬棒視為杠桿，兩側(cè)都受到物體的拉力的作用，可以根據(jù)杠桿的平衡條件求解。例題7圖6-8(a)是一副小型起重機(jī)吊起貨物的圖片，貨物掛在動(dòng)滑輪的下端，繩子的自由端通過(guò)放置在起重機(jī)上的卷?yè)P(yáng)機(jī)豎直向上拉動(dòng)，最右端是為了防止吊起貨物時(shí)起重機(jī)向左傾倒而掛的配重。起重機(jī)吊起重物時(shí)主要結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化成如圖6-8(b)所示。已知AB、CD、DE水平且長(zhǎng)度為1m，BC段的水平距離CF也為1m，前輪與地的接觸點(diǎn)在B點(diǎn)的正下方，后輪與地的接觸點(diǎn)在D點(diǎn)的正下方。起重機(jī)的自重(含配重)為3×10?N,重心在CD中點(diǎn)。起重機(jī)的鋼絲繩重和滑輪與軸之間的摩擦不計(jì)，g取10N/kg。(1)為使起重機(jī)吊起貨物時(shí)不發(fā)生傾倒，求起重機(jī)最多能吊起貨物的質(zhì)量m；(2)當(dāng)起重機(jī)吊起質(zhì)量m?=2×102kg的物體以v=0.5m/s的速度勻速上升時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)的輸出功率P?=1.1kW。求此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率η(3)當(dāng)起重機(jī)吊起質(zhì)量m?=3×102kg的物體仍以v=0.5m/s的速度勻速上升時(shí)，求卷?yè)P(yáng)機(jī)的輸出功率P?。思路提示本題將較為復(fù)雜的起重機(jī)簡(jiǎn)化為圖6-8(b)，然后我們還可以再將該圖理想化為杠桿模型，利用杠桿平衡條件求解。(1)以前輪圓心作為支點(diǎn)，將物重和配重分別看作動(dòng)力和阻力，已知兩力臂AB、FC+CD(2)根據(jù)W有用=Gh=Gvt計(jì)算有用功；根據(jù)W差=(3)根據(jù).P=Fv和F=G+G動(dòng)/n先計(jì)算動(dòng)滑輪重，再計(jì)算提起質(zhì)量為物體m?時(shí)繩子自m?由端拉力F',針對(duì)訓(xùn)練建立模型是解決物理問(wèn)題的一個(gè)重要方法，下列選項(xiàng)中不屬于理想化物理模型的是()。A.輕繩B.蹦床運(yùn)動(dòng)C.點(diǎn)電荷D.勻變速直線運(yùn)動(dòng)2.對(duì)于牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律，下列說(shuō)法正確的是()。A.直接證明牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的實(shí)驗(yàn)是做不出來(lái)的，因此該定律不能肯定是正確的B.直接證明牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的實(shí)驗(yàn)雖然是不能做出來(lái)的，但是可以經(jīng)過(guò)科學(xué)推理而得出，因此該定律是正確的C.直接證明牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的實(shí)驗(yàn)是可以做出來(lái)的，因此該定律是肯定正確的D.選用優(yōu)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)器材，一定能用實(shí)驗(yàn)來(lái)直接證明該定律3.下列關(guān)于光線的說(shuō)法正確的是()。A.光源能射出無(wú)數(shù)條光線B.光線就是很細(xì)的光束C.光線是看不見(jiàn)的，人們用一條看得見(jiàn)的實(shí)線來(lái)表示光線，用到理想化模型法D.光線是用來(lái)表示光傳播方向的直線，常用虛線表示4.下面的四個(gè)電路圖中，與圖6-9中的實(shí)物電路對(duì)應(yīng)的是()。5.如圖6-10所示的通電螺線管N極在端(選填“左”或“右”)。6.圖6-11是甲、乙兩車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的s-t圖像，已知甲、乙兩車(chē)從同一地點(diǎn)、同時(shí)開(kāi)始向同方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，甲車(chē)的速度大于乙車(chē)的速度，且開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后8s時(shí)，甲乙兩車(chē)之間的距離大于5m，則下列符合條件的選項(xiàng)為。A.甲的s-t圖可能為圖線bB.甲的s-t圖一定為圖線aC.乙的s-t圖可能為圖線aD.乙的s-t圖一定為圖線c7.汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)由四個(gè)沖程組成，其中，在壓縮沖程中，氣體的溫度升高，是通過(guò)方式增加內(nèi)能的。為了降低汽缸的溫度，汽缸外有一個(gè)水箱，使汽缸被水包圍著，這是通過(guò)熱傳遞的方式減少汽缸的內(nèi)能，用水來(lái)包圍汽缸是因?yàn)樗摹?.在裝修房屋時(shí)，工人師傅常用一根灌有水(水中無(wú)氣泡)且足夠長(zhǎng)的透明塑料軟管的兩端靠在墻面的不同地方并做出標(biāo)記。這樣做的目的是保證兩點(diǎn)在，用到的物理知識(shí)是。9.小猴和小白兔同時(shí)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)實(shí)心胡蘿卜，它們都想多分點(diǎn)。小猴提出分配方案：將胡蘿卜放在三角形石塊的尖端，調(diào)節(jié)胡蘿卜位置，使胡蘿卜靜止時(shí)保持水平，然后沿支點(diǎn)處豎直切開(kāi)，各拿一份，如圖6-12(a)所示。小白兔說(shuō)：“我要長(zhǎng)的那一頭！”，小猴卻暗自高興。請(qǐng)問(wèn)：(1)從質(zhì)量角度來(lái)看，小猴有沒(méi)有吃虧?答：。(2)從圖6-12(b)可看出，造成上述現(xiàn)象的原因是A端重力的力臂(選填“大于”、“小于”或“等于”)B端重力的力臂，根據(jù)杠桿平衡的條件可得出：A端的質(zhì)量(選填“大于”“小于”或“等于”)B端的質(zhì)量。10.在圖6-13中,畫(huà)出入射光線AO的反射光線。11.同學(xué)們按照?qǐng)D6-14(a)、(b)、(c)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并建立如圖6-14(d)所示理想模型推斷物體不受力時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況。實(shí)驗(yàn)中，影響小車(chē)在水平面上運(yùn)動(dòng)距離遠(yuǎn)近的因素是。推理可知，小車(chē)在圖(d)中的運(yùn)動(dòng)情況是。12.探究“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖6-15所示。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次必須使小車(chē)從斜面的同一高度滑下，這樣做的目的是。(2)表6-1是一組同學(xué)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析表中內(nèi)容可知：水平面越光滑，小車(chē)受到的阻力越，小車(chē)前進(jìn)的距離就越。表6-1接觸面毛巾棉布木板阻力的大小大較大較小小車(chē)移動(dòng)的距離s/cm18.322.626.7(3)小麗同學(xué)通過(guò)上面的探究學(xué)習(xí)，思考了一個(gè)問(wèn)題：當(dāng)自己蕩秋千運(yùn)動(dòng)到右側(cè)最高點(diǎn)時(shí)，如果自己受到的力全部消失，自己將會(huì)處于怎樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)呢?她做出了以下猜想，你認(rèn)為其中準(zhǔn)確的是。(圖中的黑點(diǎn)表示小麗同學(xué))13.“建立理想化模型”是物理學(xué)中很重要的一種研究方法。建立理想模型可以幫助人們透過(guò)現(xiàn)象，忽略次要因素，顯示復(fù)雜事物及過(guò)程的本質(zhì)，幫助人們研究不易甚至無(wú)法直接觀察的現(xiàn)象，從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)和處理問(wèn)題，例如，研究肉眼觀察不到的原子結(jié)構(gòu)時(shí)，建立原子核式結(jié)構(gòu)模型。請(qǐng)你回顧初中物理的學(xué)習(xí)歷程，除本例外，再舉一個(gè)用到這種研究方法的例子。14.如圖