知识点高中典型物理模型及方法

1、高中典型物理模型及方法一、连接体模型：是指运动中几个物体或叠放在一起、或并排挤放在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组。解决这类问题的基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部分间的相互作用(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。连接体的圆周运动：两球有相同的角速度；两球构成的系统机械能守恒(单个球机械能不守恒)m1m2与运动方向和有无摩擦(相同)无关，及与两物体放置的方式都无关。平面、斜面、竖直都一样。只要两物体保持相对静止记住：N= (N为两物体间

2、相互作用力), 一起加速运动的物体的分子m1F2和m2F1两项的规律并能应用讨论：F10；F2=0 N=m2m1F F10；F20N= (就是上面的情况)F=F=F=F1>F2 m1>m2 N1<N2(为什么) N5对6=(m为第6个以后的质量) 第12对13的作用力 N12对13=二、水流星模型(竖直平面内的圆周运动是典型的变速圆周运动)1、研究物体通过最高点和最低点的情况，并且经常出现临界状态。(圆周运动实例) 火车转弯 汽车过拱桥、凹桥3飞机做俯冲运动时，飞行员对座位的压力。物体在水平面内的圆周运动（汽车在水平公路转弯，水平转盘上的物体，绳拴着的物体在光滑水平面上绕绳的

3、一端旋转）和物体在竖直平面内的圆周运动（翻滚过山车、水流星、杂技节目中的飞车走壁等）。万有引力卫星的运动、库仑力电子绕核旋转、洛仑兹力带电粒子在匀强磁场中的偏转、重力与弹力的合力锥摆、（关健要搞清楚向心力怎样提供的）注意物理圆与几何圆的最高点、最低点的区别： (以上规律适用于物理圆,但最高点,最低点, g都应看成等效的情况2解决匀速圆周运动问题的一般方法（1）明确研究对象，必要时将它从转动系统中隔离出来。（2）找出物体圆周运动的轨道平面，从中找出圆心和半径。（3）分析物体受力情况，千万别臆想出一个向心力来。（4）建立直角坐标系（以指向圆心方向为x轴正方向）将力正交分解。（5）3离心运动在向心力

4、公式Fn=mv2/R中，Fn是物体所受合外力所能提供的向心力，mv2/R是物体作圆周运动所需要的向心力。当提供的向心力等于所需要的向心力时，物体将作圆周运动；若提供的向心力消失或小于所需要的向心力时，物体将做逐渐远离圆心的运动，即离心运动。其中提供的向心力消失时，物体将沿切线飞去，离圆心越来越远；提供的向心力小于所需要的向心力时，物体不会沿切线飞去，但沿切线和圆周之间的某条曲线运动，逐渐远离圆心。三、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=g(sin

5、一cos) 四、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。如图：杆对球的作用力由运动情况决定只有=arctg()时才沿杆方向 最高点时杆对球的作用力；最低点时的速度?，杆的拉力?Em，qL·O 若小球带电呢？假设单B下摆,最低点的速度VB= mgR=整体下摆2mgR=mg+ = ； => VB=所以AB杆对B做正功，AB杆对A做负功五、通过轻绳连接的物体在沿绳连接方向(可直可曲)，具有共同的v和a。特别注意：两物体不在沿绳连接方向运动时，先应把两物体的v和a在沿绳方向分解，求出两物体的v和a的关系式，被拉直瞬间，沿绳方向的速度突然消失，此瞬间过程存在能

6、量的损失。讨论：若作圆周运动最高点速度 V0<，运动情况为先平抛，绳拉直时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(即v1突然消失),再v2下摆机械能守恒例：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？六、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(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)

7、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 a图9q系统重心向下加速 斜面对地面的压力? 地面对斜面摩擦力? 九、弹簧振子模型：F=-Kx (X、F、a、v、A、T、f、EK、EP等量的变化规律)水平型或竖直型十、单摆模型：T=2 （类单摆）利用单摆测重力加速度十一、.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

8、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）十二、汽车的启动问题: 具体变化过程可用如下示意图表示关键是发动机的功率是否达到额定功率，恒定功率启动速度VF=a=当a=0即F=f时，v达到最大vm保持vm匀速变加速直线运动匀速直线运动恒定加速度启动a定=即F一定P=F定v即P随v的增大而增大当a=0时，v达到最大vm，此后匀速当P=P额时a定=0，v还要增大F=a=匀加速直线运动变加速（a）运动匀速运动 (1)若额定功率下起动,则一定是变加速运动,因为牵引

9、力随速度的增大而减小求解时不能用匀变速运动的规律来解.(2)特别注意匀加速起动时,牵引力恒定当功率随速度增至预定功率时的速度(匀加速结束时的速度)，并不是车行的最大速度此后，车仍要在额定功率下做加速度减小的加速运动(这阶段类同于额定功率起动)直至a=0时速度达到最大十三、图象模形：识图方法： 一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点明确：点、线、面积、斜率、截距、交点的含义中学物理中重要的图象 运动学中的s-t图、v-t图、振动图象x-t图以及波动图象y-x图等。电学中的电场线分布图、磁感线分布图、等势面分布图、交流电图象、电磁振荡i-t图等。实验中的图象：如验证牛顿第二定律时要用到a-F图

10、象、F-1/m图象；用“伏安法 ”测电阻时要画I-U图象；测电源电动势和内电阻时要画U-I图；用单摆测重力加速度时要画的图等。在各类习题中出现的图象：如力学中的F-t图、电磁振荡中的q-t图、电学中的P-R图、电磁感应中的-t图、E-t图等。模型法常常有下面三种情况(1)“对象模型”：即把研究的对象的本身理想化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），实际物体在某种条件下的近似与抽象，如质点、光滑平面、理想气体、理想电表等；常见的如“力学”中有质点、点电荷、轻绳或杆、轻质弹簧、单摆、弹簧振子、弹性体、绝热物质等；(2)条件模型：把研究对象所处的外部条件

11、理想化.排除外部条件中干扰研究对象运动变化的次要因素，突出外部条件的本质特征或最主要的方面，从而建立的物理模型称为条件模型(3)过程模型：把具体过理过程纯粹化、理想化后抽象出来的一种物理过程，称过程模型理想化了的物理现象或过程，如匀速直线运动、自由落体运动、竖直上抛运动、平抛运动、匀速圆周运动、简谐运动等。有些题目所设物理模型是不清晰的，不宜直接处理，但只要抓住问题的主要因素，忽略次要因素，恰当的将复杂的对象或过程向隐含的理想化模型转化，就能使问题得以解决。审视物理情景 构建物理模型 转化为数学问题 还原为物理结论解决物理问题的一般方法可归纳为以下几个环节：原始的物理模型可分为如下两类：对象模型（质点、轻杆、轻绳、弹簧振子、单摆、理想气体、点电荷、理想电表、理想变压器、匀强电场、匀强磁场、点光源、光线、原子模型等）过程模型（匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动、平抛运动、简谐运动、简谐波、弹性碰撞、自由落体运动、竖直