高中物理力学模型及分析

1、高 中 物 理 力 学 模 型 及 分 析1连接体模型 是指运动中几个物体叠放在一起、或并排在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组。解决这类问题的根本方法是 整体法和隔离法。整体法是指连接体内的物体间无相对运动时，可以把物体组作为整体，对整体用牛二定律列方程隔离法是指在需要求连接体内各局部间的相互作用如求相互间的压力或相互间的摩擦力等时，把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法。FiF2DAF卒ABBA2斜面模型搞清物体对斜面压力为零的临界条件斜面固定：物体在斜面上情况由倾角和摩擦因素决定=tg物体沿斜面匀速下滑或静止> tg物体静止于斜面< tg物体沿斜面加速下滑a=gsinc

2、os )3. 轻绳、杆模型绳只能受拉力，杆能沿杆方向的拉、压、横向及任意方向的力。 杆对球的作用力由运动情况决定最高点时杆对球的作用力；最低点时的速度？，杆的拉力？假设小球带电呢?E假设单B下摆，最低点的速度 Vb= 2gRmgR=1 mvB2R 1 ,o 1 ,o整体下摆 2mgR=m+ mv A mv BVb 2VAB所以AB杆对B做正功，AB杆对A做负功假设V o<JGR，运动情况为先平抛，绳拉直沿绳方向的速度消失 即是有能量损失，绳拉紧后沿圆周下落机械能守恒。而不能够整个过程用机械能守恒。求水平初速及最低点时绳的拉力？换为绳时：先自由落体，在绳瞬间拉紧沿绳方向的速度消失有能量损失

3、即V1突然消失,再V2下摆机械能例：摆球的质量为 m,从偏离水平方向30°的位置由静释放，设绳子为理想轻绳，求：小球运动到最低点A时绳子受到的拉力是多少?或此方向的分量 ay4. 超重失重模型fl 5-TO系统的重心在竖直方向上有向上或向下的加速度 向上超重加速向上或减速向下F=mg+a;向下失重加速向下或减速上升F=mg-a难点：一个物体的运动导致系最高点时杆对球的作用力；最低点时的速度？，杆的拉力？假设小球带电呢?1*q l1 O1“ nt-1XF *E假设单B下摆，最低点的速度Vb= . 2gR1 2 mgRd mvB2R 1'2 1'2整体下摆 2mgR=m+

4、 mv A mvB'2Vb 2VA；Vb 2V所以AB杆对B做正功，AB杆对A做负功A=J62gR>VB=、丽假设V°< , gR ，运动情况为先平抛，绳拉直沿绳方向的速度消失即是有能量损失，绳拉紧后沿圆周下落机械能守恒。而不能够整个过程用机械能守恒。求水平初速及最低点时绳的拉力?换为绳时：先自由落体，在绳瞬间拉紧v1突然消失,再 例：摆球的沿绳方向的速度消失有能量损失即V2下摆机械能守恒质量为m从偏离水平方向30°的位置由静释放，设绳子为理想轻绳，求：小球运动到最低点A时绳子受到的拉力是多少?4 超重失重模型系统的重心在竖直方向上有向上或向下的加速度(

5、或此方向的分量ay)向上超重(加速向上或减速向下)F=m(g+a);向下失重(加速向下或减速上升)F=m(g-a)难点：一个物体的运动导致系统重心的运动1到2到3过程中(1、3除外)超重状态绳剪断后台称示数系统重心向下加速 斜面对地面的压力？ 地面对斜面摩擦力？ 导致系统重心如何运动？统重心的运动1到2到3过程中(1、3除外)超重状态 绳剪断后台称示数 系统重心向下加速 斜面对地面的压力？地面对斜面摩擦力？图9导致系统重心如何运动？铁木球的运动用同体积的水去补充。5. 碰撞模型：特点，动量守恒；碰后的动能不可能比碰前大对追及碰撞，碰 后后面物体的速度不可能大于前面物体的速度。、'

6、9;12!2!'2!'2弹性碰撞：mw+n5v2=m1v1m2v2(1)mv-i mv2 mv1 mv2(2 )2222一动一静且二球质量相等的弹性正碰：速度交换大碰小一起向前；质量相等，速度交换；小碰大，向后返。一动一静的完全非弹性碰撞(子弹打击木块模型)'1 2 1 '2mv)+O=(m+M)vmv0 = (m M)v +E 损2 22_EEk0M m1 21 ,、 2 mM voM 12E 损=mv0 一 (m M)v =mv02 22(m M) (M m) 2E损可用于克服相对运动时的摩擦力做功转化为内能E损=fd相=mg- d 相=1mv2一 1(m2

7、 2M)vvo Bt:A 口 一A|“碰撞过程中四个有用推论弹性碰撞除了遵从动量守恒定律外，还具备：碰前、碰后系统的总动能相等的特征， 设两物体质量分别为 m、碰撞前速度分别为U 1、U 2,碰撞后速度分别为 U1、U2,即有mi u i+m u 2=mui+mu21 2 1 2 1 2 1 2mu 1 + m；u 2=mu1 +mu22 2 2 2碰后的速度 U1禾口 U2表示为： U1=12 U 1+ 2 U 2m.| m2m1 m2U2=亠um1 u 2m-im2m2推论一：如对弹性碰撞的速度表达式进行分析，还会发现：弹性碰撞前、后，碰撞双方的相对速度大小相等，即 : u 2 U1= u

8、 1U 2推论二：如对弹性碰撞的速度表达式进一步探讨，当m=m时，代入上式得： u1 v2,u2 V|。即当质量相等的两物体发生弹性正碰时，速度互换。推论三：完全非弹性碰撞碰撞双方碰后的速度相等的特征，即：U1=U2由此即可把完全非弹性碰撞后的速度U1和U2表为:m1 1m2 2U 1=U2=m2例3:证明：完全非弹性碰撞过程中机械能损失最大。证明：碰撞过程中机械能损失表为: E= m u2211 +m> u2212122mU1niU22 2由动量守恒的表达式中得：代入上式可将机械能的损失1u 2= (m1 u 计m u 2 mU1)m2E表为U1的函数为： E=吶叫12-2m2m1(m

9、11 2 2)u1+(丄mu RmU 22)m222I2(m 1 u 1+m u 2)2m2这是一个二次项系数小于零的二次三项式，显然：当1 = U2=m11时,mbm2即当碰撞是完全非弹性碰撞时，系统机械能的损失到达最大值2(g m>) Em=lmi u i2+lmu 22(m1 1 m2 2)22 2推论四：碰撞过程中除受到动量守恒以及能量不会增加等因素的制约外，还受到运动的合理性要求的制约，比方，某物体向右运动，被后面物体追及而发生碰撞，被碰物体运动速度只会增大而不应该减小 并且肯定大于或者等于不小于碰撞物体的碰后速度。6人船模型：一个原来处于静止状态的系统，在系统内发生相对运动的

10、过程中，在此方向遵从动量守恒：mv=MV ms=MS s+S=ds=d M/m=L n/L mm M载人气球原静止于高 h的高空,OX、F、a、v、A、T、f、氐、曰等量的变化规律水平型竖直型&单摆模型：T=2 LVg类单摆利用单摆测重力加速度9 波动模型：特点：传播的是振动形式和能量，介质中各质点只在平衡位置附近振动并不随波迁移。各质点都作受迫振动，起振方向与振源的起振方向相同，离源近的点先振动，没波传播方向上两点的起振时间差=波在这段距离内传播的时间波源振几个周期波就向外传几个波长。波从一种介质传播到另一种介质，频率不改变，波速v=s/t= /T= f波速与振动速度的区别波动与振动的区别：波的传播方向质点的振动方向同侧法知波速和波形画经过 t后的波形特殊点画法和去整留零法 物理解题方法： 如整体法、假设法、极限法、逆向思维法、物理模型法、等效法、物理图像法等. 模型法常常有下面三种情况1物理对象模型：用来代替由具体物质组成的、代表研究对象的实体系统，称为对象模型也可称为 概念模型，即把研究的对象的本身理想化.常见的如“