高中物理力學(xué)模型及分析

1、-作者xxxx-日期xxxx高中物理力學(xué)模型及分析【精品文檔】高中物理力學(xué)模型及分析1連接體模型是指運動中幾個物體疊放在一起、或并排在一起、或用細(xì)繩、細(xì)桿聯(lián)系在一起的物體組。解決這類問題的基本方法是整體法和隔離法。整體法是指連接體內(nèi)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接體內(nèi)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，把某物體從連接體中隔離出來進(jìn)行分析的方法。BAFm2m1FBAF1F22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

2、止于斜面< tg物體沿斜面加速下滑a=g(sin一cos) 3輕繩、桿模型繩只能受拉力，桿能沿桿方向的拉、壓、橫向及任意方向的力。桿對球的作用力由運動情況決定只有=arctg()時才沿桿方向 最高點時桿對球的作用力；最低點時的速度?，桿的拉力?若小球帶電呢？Em，qL·O假設(shè)單B下擺,最低點的速度VB= mgR=整體下擺2mgR=mg+ = ； => VB=所以AB桿對B做正功，AB桿對A做負(fù)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，繩拉緊后沿圓周下落機械能守恒。而不能夠整個過程用機械能守恒。求水平初速及最低點時繩的拉力？換為繩時:先

3、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下擺機械能守恒例：擺球的質(zhì)量為m，從偏離水平方向30°的位置由靜釋放，設(shè)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(tǒng)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(加速向下或減速上升)F=m(g-a)難點：一個物體的運動導(dǎo)致系最高點時桿對球的作用力；最低點時的速度?，桿的拉力?Em，qL·O若小球帶電呢？假設(shè)單B下擺,最低點的速度VB= mgR=整體下擺2mgR=mg+ = ； =>

4、 VB=所以AB桿對B做正功，AB桿對A做負(fù)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，繩拉緊后沿圓周下落機械能守恒。而不能夠整個過程用機械能守恒。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下擺機械能守恒例：擺球的質(zhì)量為m，從偏離水平方向30°的位置由靜釋放，設(shè)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(tǒng)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

5、速上升)F=m(g-a)難點：一個物體的運動導(dǎo)致系統(tǒng)重心的運動1到2到3過程中 (1、3除外)超重狀態(tài)Fm 繩剪斷后臺稱示數(shù)系統(tǒng)重心向下加速 斜面對地面的壓力? 地面對斜面摩擦力? 導(dǎo)致系統(tǒng)重心如何運動？統(tǒng)重心的運動a圖9q1到2到3過程中 (1、3除外)超重狀態(tài) 繩剪斷后臺稱示數(shù)系統(tǒng)重心向下加速斜面對地面的壓力? 地面對斜面摩擦力? 導(dǎo)致系統(tǒng)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，動量守恒；碰后的動能不可能比碰前大對追及碰撞，碰后后面物體的速度不可能大于前面物體的速度。彈性碰撞：m1v1+m2v2=(1) (2 ) 一動一靜且二球質(zhì)量相等的彈性正碰：速度交換大碰小一

6、起向前；質(zhì)量相等，速度交換；小碰大，向后返。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 可用于克服相對運動時的摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能E損=fd相=mg·d相=一vsMv0L12Av0ABv0v0AB“碰撞過程”中四個有用推論彈性碰撞除了遵從動量守恒定律外，還具備：碰前、碰后系統(tǒng)的總動能相等的特征，設(shè)兩物體質(zhì)量分別為m1、m2，碰撞前速度分別為1、2，碰撞后速度分別為u1、u2，即有 ： m11+m22=m1u1+m1u2 m112+m222=m1u12+m1u22碰后的速度u1和u2表示為： u1=1+2u2=1+2推論一：如對彈性碰撞

7、的速度表達(dá)式進(jìn)行分析，還會發(fā)現(xiàn)：彈性碰撞前、后，碰撞雙方的相對速度大小相等，即： u2u1=12推論二：如對彈性碰撞的速度表達(dá)式進(jìn)一步探討，當(dāng)m1=m2時，代入上式得：。即當(dāng)質(zhì)量相等的兩物體發(fā)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后的速度相等的特征，即： u1=u2由此即可把完全非彈性碰撞后的速度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=m112+m222m1u12m2u22由動量守恒的表達(dá)式中得： u2=(m11+m22m1u1)代入上式可將機械能的損失E表為u1的函數(shù)為：E=u12u1+(m112+

8、m222)( m11+m22)2這是一個二次項系數(shù)小于零的二次三項式，顯然：當(dāng) u1=u2=時，即當(dāng)碰撞是完全非彈性碰撞時，系統(tǒng)機械能的損失達(dá)到最大值Em=m112+m222 推論四：碰撞過程中除受到動量守恒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，被后面物體追及而發(fā)生碰撞，被碰物體運動速度只會增大而不應(yīng)該減小并且肯定大于或者等于（不小于）碰撞物體的碰后速度。6人船模型：一個原來處于靜止?fàn)顟B(tài)的系統(tǒng)，在系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生相對運動的過程中，在此方向遵從動量守恒：mv=MV ms=MS s+S=d s= M/m=Lm/LM載人氣球原靜止于高h(yuǎn)的高空，氣球質(zhì)量為M，人

9、的質(zhì)量為m若人沿繩梯滑至地面，則繩梯至少為多長？MmORS1S220m7彈簧振子模型：F=-Kx （X、F、a、v、A、T、f、EK、EP等量的變化規(guī)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(zhì)中各質(zhì)點只在平衡位置附近振動并不隨波遷移。各質(zhì)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(nèi)傳播的時間波源振幾個周期波就向外傳幾個波長。波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì),頻率不改變, 波速v=s/t=/T=f 波速與振動速度的區(qū)別 波動與振動的區(qū)別：波的傳播方向質(zhì)點的振動方向（同側(cè)法）知波速和波形畫經(jīng)過t后的波形（特殊點畫法和去整留零法）物理解題方法：如整體法、假設(shè)法、極限法、逆向思維法、物理模型法、等效法、物理圖像法等模型法常常有下面三種情況（1）物理對象模型：用來代替由具體物質(zhì)組成的、代表研究對象的實體系統(tǒng)，稱為對象模型（也可稱為概念模型），即把研究的對象的本身理想化常見的如“力學(xué)”中有質(zhì)點、剛體、杠桿、輕質(zhì)彈簧、單擺、彈簧振子、彈性體、