构建物理模型 新课标 人教

1、物理模型的构建解决物理问题的基本方法2021/8/8 星期日1 【范例1】 底面半径为r，高为h的圆锥形陀螺在光滑水平桌面上快速绕轴旋转，同时以速度v0向右运动，若陀螺的转动轴在全部时间内都保持竖直，则v0至少等于多少，才能使陀螺从桌面滑出后不会与桌边发生碰撞?hrv02021/8/8 星期日2情景再现2021/8/8 星期日3文字 确定研究对象: 从题文中发现：“陀螺的转动轴在全部时间内都保持竖直”，因此将陀螺当作平动的物体研究。依照题意画出陀螺平动的草图。hrAA情景2021/8/8 星期日4情景A点的轨迹恰好经过桌边，陀螺不会与桌面接触取陀螺运动左上边缘A点为研究对象A点做平抛运动 A

2、v0 A模型过程模型对象模型情景再现2021/8/8 星期日5操作运算解答：水平方向上：r= v0 t 竖直方向上：h解得： v0为了保证不擦边， v0 模型规律2021/8/8 星期日6 【范例2】（99全国14）一跳水运动员从离开水面10m高的平台上向上跃起，举双臂直体离开台面，此时其重心位于从手到脚全长的中心。跃起后重心升高0.45m达到最高点。落水时身体竖直，手先入水（在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计）。从离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是多少？2021/8/8 星期日7文字情景模型文字：运动员跳水其重心位于 从手到脚全长的中心对象模型：过程模型：把人看作轻杆、以人

3、重心为研究对象人的重心作竖直上抛运动情景再现2021/8/8 星期日8模型规律、运算解：设上升时间为t1，下降时间为t2： hgt12 hHgt22 tt1t21.7shH2021/8/8 星期日9 【范例1】构造了两个理想模型，质点的对象模型，平抛运动的过程模型。 【范例2】构造了两个理想模型，轻杆的对象模型，竖直上抛运动的过程模型。 复杂的陀螺运动（运动员跳水）抽象我们熟悉的运动过程。理想化过程是模型法的精髓。 小结：2021/8/8 星期日10建立“物理模型”是物理学最重要和有效的研究方法理想化的物理对象模型实际问题 的过程理想化的物理过程模型实际的研究对象物理模型所对应的规律模型思维方

4、法是对研究对象加以简化和抽象，突出主要因素，忽略次要因素，进行研究和处理物理问题的一般方法。2021/8/8 星期日11【范例3】（05全国卷23 ）原地起跳时，先屈腿下蹲，然后突然蹬地。从开始蹬地到离地是加速过程（视为匀加速），加速过程中重心上升的距离称为“加速距离”。离地后重心继续上升，在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度”。现有下列数据：人原地上跳的“加速距离”d1=0.50m , “竖直高度”h1=1.0m；跳蚤原地上跳的“加速距离”d2=0.00080m , “竖直高度”h2=0.10m 。假想人具有与跳蚤相等的起跳加速度，而“加速距离”仍为0.50m ，则人上跳的“竖直高度”

5、是多少？2021/8/8 星期日12文字情景人（跳蚤）从曲腿到直立，重心上升。对象模型过程模型人（跳蚤）的重心初速度为零的匀加速直线运动起跳过程重心竖直上抛过程2021/8/8 星期日13 解：用a表示跳蚤起跳的加速度，v表示离地时的速度，则对加速过程和离地后上升过程分别有 v2=2ad2 v2=2gh2 若假想人具有和跳蚤相同的加速度a，令V表示在这种假想下人离地时的速度，H表示与此相应的竖直高度，则对加速过程和离地后上升过程分别有 V2=2ad1 V2=2gH 由以上各式可得H=h2d1/d2，代入数值 得 H=63m。模型规律、运算v2dh2021/8/8 星期日14【范例4】鸵鸟是当今

6、世界上最大的鸟有人说，如果鸵鸟能长出一副与身体大小成比例的翅膀，就能飞起来是不是这样呢?生物学统计的结论得出：鸟扇动翅膀，获得上举力的大小可以表示为FcSv2，式中S为翅膀展开后的面积，v为鸟的运动速度，而c是一个比例常数我们不妨以燕子和鸵鸟为例，假设鸵鸟能长出和燕子同样比例的大翅膀已知燕子的最小飞行速度是5.5m/s，鸵鸟的最大奔跑速度为11.5m/s，又测得鸵鸟的体高是燕子的25倍，试分析鸵鸟能飞起来吗?2021/8/8 星期日15文字hS情景对象模型【分析】研究对象不能当作质点，因为需要考虑鸟的体积、面积等因素，而且是估算问题，所以将鸟近似看作立方体模型。2021/8/8 星期日16过程

7、模型 1、对鸟做受力分析：竖直向上的上举力和竖直向下的重力。 2、鸟飞起来是个加速过程，至少在空中悬浮,加速度为零。加速度为零的匀速过程。 3、由牛顿第二定律求解。规律2021/8/8 星期日17解：由牛顿第二定律F合ma 可得： cSv2= mg cSv2=Shg 所以: v vt:vy=1:5 vt= 5vy= 27.5m/s11.5m/s 结论：鸵鸟飞不起来。操作运算、讨论结果2021/8/8 星期日18 【范例5】如风速加倍，建筑物受到的风力将变为原来的（ ） A、2倍 B、4倍 C、6倍 D、8倍2021/8/8 星期日19情景 对象模型 过程模型vtsv对象模型：长方体气柱过程模型

8、：碰撞过程2021/8/8 星期日20运用碰撞过程求解解：气体柱和墙壁相作用过程，运用冲量定理 Ft=mv=vt s v 得F= sv v 故，风速加倍，墙壁受力为原来的4倍启示：流动的气体、液体，电子流和其他粒子流都可以构造长方体的对象模型，其特点是与流动的速度有关。2021/8/8 星期日21研究飞机两翼的电势差研究火车过桥时间研究水珠下落受到空气的阻力研究小孩下滑时间飞机火车水珠小孩质点立方体轻杆导线思考：下列情景中对象模型和过程模型各是什么？2021/8/8 星期日22物理解题中常见的模型对象模型过程模型特征质点静止、匀速运动、匀（变）加速直线运动，抛体运动、圆周运动、振动、碰撞与物体

9、的大小、形状无关，所受力为共点力轻杆静止、直线运动与物体的线度有关（不讨论转动）2021/8/8 星期日23物理解题中常见的模型对象模型过程模型主要特征点电荷在电场中加速，偏转在磁场中做匀速圆周运动不计大小、有时可以忽略掉重力导线切割磁感线产生感应电动势=BLV方向由右手定则来判定与导线的长度有关，与导线的大小、粗细、物态无关线圈磁通量变化产生感应电动势=N /t方向由楞次定律判定与线圈的面积有关，与线圈的高度没有关系2021/8/8 星期日24 二、后期复习的建议 1、多题归一，就是找模型。 2、遇到新题特别要想想模型。结束语 高考中我们所面对的所有问题都是有模型依据的，模型所对应的规律也是

10、早已被验证是正确的。 一、我们的任务： 1、是将具体的问题转化成一个模型； 2、是将这个模型所遵循的所有规律都找出来。2021/8/8 星期日252021/8/8 星期日262021/8/8 星期日279、静夜四无邻，荒居旧业贫。2022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202210、雨中黄叶树，灯下白头人。2022/9/92022/9/92022/9/99/9/2022 4:16:05 AM11、以我独沈久，愧君相见频。2022/9/92022/9/92022/9/9Sep-2209-Sep-2212、故人江海别，几度隔山川。2022/9/92022/9/92

11、022/9/9Friday, September 9, 202213、乍见翻疑梦，相悲各问年。2022/9/92022/9/92022/9/92022/9/99/9/202214、他乡生白发，旧国见青山。09 九月 20222022/9/92022/9/92022/9/915、比不了得就不比，得不到的就不要。九月 222022/9/92022/9/92022/9/99/9/202216、行动出成果，工作出财富。2022/9/92022/9/909 September 202217、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。2022/9/92022/9/92022/9/9

12、2022/9/99、没有失败，只有暂时停止成功！。2022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202210、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。2022/9/92022/9/92022/9/99/9/2022 4:16:05 AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。2022/9/92022/9/92022/9/9Sep-2209-Sep-2212、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。2022/9/92022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202213、不知香积寺，数里入云峰。2022/9

13、/92022/9/92022/9/92022/9/99/9/202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。09 九月 20222022/9/92022/9/92022/9/915、楚塞三湘接，荆门九派通。九月 222022/9/92022/9/92022/9/99/9/202216、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2022/9/92022/9/909 September 202217、空山新雨后，天气晚来秋。2022/9/92022/9/92022/9/92022/9/99、杨柳散和风，青山澹吾虑。2022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202

14、210、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2022/9/92022/9/92022/9/99/9/2022 4:16:05 AM11、越是没有本领的就越加自命不凡。2022/9/92022/9/92022/9/9Sep-2209-Sep-2212、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2022/9/92022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202213、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。2022/9/92022/9/92022/9/92022/9/99/9/202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。09 九月 20222022/9/92022/9/92022/9/915、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。九月 222022/9/92022/9/92022/9/99/9/202216、业余生活要有意义，不要越轨。2022/9/92022/9/909 September 202217、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2