高中物理知識歸納力學模型及方法

2021-03-04 05:46:41 字數 3167 閱讀 3889

高中物理知識歸納(二)

力學模型及方法

1.連線體模型是指運動中幾個物體疊放在一起、或併排在一起、或用細繩、細桿聯絡在一起的物體組。解決這類問題的基本方法是整體法和隔離法。

整體法是指連線體內的物體間無相對運動時,可以把物體組作為整體,對整體用牛二定律列方程

隔離法是指在需要求連線體內各部分間的相互作用(如求相互間的壓力或相互間的摩擦力等)時,把某物體從連線體中隔離出來進行分析的方法。

2斜面模型 (搞清物體對斜面壓力為零的臨界條件)

斜面固定:物體在斜面上情況由傾角和摩擦因素決定

=tg物體沿斜面勻速下滑或靜止 > tg物體靜止於斜面

< tg物體沿斜面加速下滑a=g(sin一cos

3.輕繩、杆模型

繩只能受拉力,桿能沿杆方向的拉、壓、橫向及任意方向的力。

杆對球的作用力由運動情況決定

只有=arctg()時才沿杆方向

最高點時杆對球的作用力;最低點時的速度?,杆的拉力?

若小球帶電呢?

假設單b下擺,最低點的速度vb= mgr=

整體下擺2mgr=mg+

= ; => vb=

所以ab杆對b做正功,ab杆對a做負功

若 v0< ,運動情況為先平拋,繩拉直沿繩方向的速度消失

即是有能量損失,繩拉緊後沿圓周下落機械能守恆。而不能夠整個過程用機械能守恆。

求水平初速及最低點時繩的拉力?

換為繩時:先自由落體,在繩瞬間拉緊(沿繩方向的速度消失)有能量損失(即v1突然消失),再v2下擺機械能守恆

例:擺球的質量為m,從偏離水平方向30°的位置由靜釋放,設繩子為理想輕繩,求:小球運動到最低點a時繩子受到的拉力是多少?

4.超重失重模型

系統的重心在豎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(加速向上或減速向下)f=m(g+a);向下失重(加速向下或減速上公升)f=m(g-a)

難點:乙個物體的運動導致系統重心的運動

1到2到3過程中 (1、3除外)超重狀態

繩剪斷後台稱示數

系統重心向下加速

斜面對地面的壓力?

地面對斜面摩擦力?

導致系統重心如何運動?

鐵木球的運動

用同體積的水去補充

5.碰撞模型:特點,動量守恆;碰後的動能不可能比碰前大;

對追及碰撞,碰後後面物體的速度不可能大於前面物體的速度。

◆彈性碰撞:m1v1+m2v2= (1) (2 )

◆一動一靜且二球質量相等的彈性正碰:速度交換

大碰小一起向前;質量相等,速度交換;小碰大,向後返。

◆一動一靜的完全非彈性碰撞(子彈打擊木塊模型)

mv0+0=(m+m) =+e損

e損=一=

e損可用於克服相對運動時的摩擦力做功轉化為內能e損=fd相=mg·d相=一

「碰撞過程」中四個有用推論

彈性碰撞除了遵從動量守恆定律外,還具備:碰前、碰後系統的總動能相等的特徵,

設兩物體質量分別為m1、m2,碰撞前速度分別為υ1、υ2,碰撞後速度分別為u1、u2,即有 :

m1υ1+m2υ2=m1u1+m1u2

m1υ12+m2υ22=m1u12+m1u22

碰後的速度u1和u2表示為: u1=υ1+υ2

u2=υ1+υ2

推論一:如對彈性碰撞的速度表示式進行分析,還會發現:彈性碰撞前、後,碰撞雙方的相對速度大小相等,即}: u2-u1=υ1-υ2

推論二:如對彈性碰撞的速度表示式進一步**,當m1=m2時,代入上式得:。即當質量相等的兩物體發生彈性正碰時,速度互換。

推論三:完全非彈性碰撞碰撞雙方碰後的速度相等的特徵,即: u1=u2

由此即可把完全非彈性碰撞後的速度u1和u2表為: u1=u2=

例3:證明:完全非彈性碰撞過程中機械能損失最大。

證明:碰撞過程中機械能損失表為: △e=m1υ12+m2υ22―m1u12―m2u22

由動量守恆的表示式中得: u2= (m1υ1+m2υ2-m1u1)

代入上式可將機械能的損失△e表為u1的函式為:

△e=-u12-u1+[(m1υ12+m2υ22)-( m1υ1+m2υ2)2]

這是乙個二次項係數小於零的二次三項式,顯然:當 u1=u2=時,

即當碰撞是完全非彈性碰撞時,系統機械能的損失達到最大值

△em=m1υ12+m2υ22 -

推論四:碰撞過程中除受到動量守恆以及能量不會增加等因素的制約外,還受到運動的合理性要求的制約,比如,某物體向右運動,被後面物體追及而發生碰撞,被碰物體運動速度只會增大而不應該減小並且肯定大於或者等於(不小於)碰撞物體的碰後速度。

6.人船模型:乙個原來處於靜止狀態的系統,在系統內發生相對運動的過程中,

在此方向遵從動量守恆:mv=mv ms=ms s+s=d s= m/m=lm/lm

載人氣球原靜止於高h的高空,氣球質量為m,人的質量為m.若人沿繩梯滑至地面,則繩梯至少為多長?

7.彈簧振子模型:f=-kx (x、f、a、v、a、t、f、ek、ep等量的變化規律)水平型豎直型

8.單擺模型:t=2 (類單擺) 利用單擺測重力加速度

9.波動模型:特點:傳播的是振動形式和能量,介質中各質點只在平衡位置附近振動並不隨波遷移。

各質點都作受迫振動,起振方向與振源的起振方向相同,離源近的點先振動,

沒波傳播方向上兩點的起振時間差=波在這段距離內傳播的時間波源振幾個週期波就向外傳幾個波長。波從一種介質傳播到另一種介質,頻率不改變, 波速v=s/t=/t=f

波速與振動速度的區別波動與振動的區別:波的傳播方向質點的振動方向(同側法)

知波速和波形畫經過δt後的波形(特殊點畫法和去整留零法)

物理解題方法:如整體法、假設法、極限法、逆向思維法、物理模型法、等效法、物理影象法等.

模型法常常有下面三種情況

(1)物理物件模型:用來代替由具體物質組成的、代表研究物件的實體系統,稱為物件模型(也可稱為概念模型),即把研究的物件的本身理想化.常見的如「力學」中有質點、剛體、槓桿、輕質彈簧、單擺、彈簧振子、彈性體、絕熱物質等;

(2)條件模型:把研究物件所處的外部條件理想化,排除外部條件中干擾研究物件運動變化的次要因素,突出外部條件的本質特徵或最主要的方面,從而建立的物理模型稱為條件模型.

(3)過程模型:把具體過理過程純粹化、理想化後抽象出來的一種物理過程,稱過程模型

w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

高中物理典型物理模型及方法

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1.連線體模型 是指運動中幾個物體或疊放在一起 或並排擠放在一起 或用細繩 細桿聯絡在一起的物體組。解決這類問題的基本方法是整體法和隔離法。整體法是指連線體內的物體間無相對運動時,可以把物體組作為整體,對整體用牛二定律列方程 隔離法是指在需要求連線體內各部分間的相互作用 如求相互間的壓力或相互間的摩...

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