建構(gòu)物理模型解決實(shí)際問題

建構(gòu)物理模型解決實(shí)際問題第一頁，共三十二頁，2022年，8月28日高中階段還有那些對(duì)象模型？伽利略對(duì)象模型質(zhì)點(diǎn)；磁場(chǎng)中電流元彈簧振子；點(diǎn)電荷第二頁，共三十二頁，2022年，8月28日勻強(qiáng)電場(chǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)考考你---條件模型光滑斜面幼兒園滑梯通電螺線管帶電平行板第三頁，共三十二頁，2022年，8月28日考考你---過程模型勻加速直線運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)小球自由釋放飛機(jī)投彈光滑斜面第四頁，共三十二頁，2022年，8月28日考考你---過程模型簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)碰撞水流星擺鐘汽車相撞第五頁，共三十二頁，2022年，8月28日（1）對(duì)象模型化

（2）條件模型化

（3）過程模型化

一、物理模型第六頁，共三十二頁，2022年，8月28日一間新房即將建成時(shí)要封頂，考慮到下雨時(shí)落至房頂?shù)挠甑文鼙M快地淌離房頂，要設(shè)計(jì)好房頂?shù)钠露龋O(shè)雨滴沿房頂下淌時(shí)做無初速度無摩擦的運(yùn)動(dòng)，那么圖中所示四種情況中符合要求的是（）AABCD45°15°60°30°第七頁，共三十二頁，2022年，8月28日一間新房即將建成時(shí)要封頂，考慮到下雨時(shí)落至房頂?shù)挠甑文鼙M快地淌離房頂，要設(shè)計(jì)好房頂?shù)钠露?，設(shè)雨滴沿房頂下淌時(shí)做無初速度無摩擦的運(yùn)動(dòng)，那么圖中所示四種情況中符合要求的是（）二、審題（1）理解關(guān)鍵詞語（2）挖掘隱含條件

（3）借助示意圖（4）分析臨界狀態(tài)

底邊一樣寬第八頁，共三十二頁，2022年，8月28日審題建模（1）對(duì)象模型化

（3）過程模型化

（2）條件模型化

質(zhì)點(diǎn)

光滑斜面

勻加速直線運(yùn)動(dòng)第九頁，共三十二頁，2022年，8月28日設(shè)斜面傾角θ，底邊的長(zhǎng)度為s。一質(zhì)點(diǎn)m從頂點(diǎn)沿不同斜面由靜止下滑到底點(diǎn)，求最短運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=？

第十頁，共三十二頁，2022年，8月28日（2004）（22分）下圖是某種靜電分選器的原理示意圖。兩個(gè)豎直放置的平行金屬板帶有等量異號(hào)電荷，形成勻強(qiáng)電場(chǎng)。分選器漏斗的出口與兩板上端處于同一高度，到兩板距離相等。混合在一起的a、b兩種顆粒從漏斗出口下落時(shí)，a種顆粒帶上正電，b種顆粒帶上負(fù)電。經(jīng)分選電場(chǎng)后，a、b兩種顆粒分別落到水平傳送帶A、B上。條件模型對(duì)象模型過程模型？第十一頁，共三十二頁，2022年，8月28日二、審題（1）理解關(guān)鍵詞語（2）排除干擾因素（3）借助示意圖（4）挖掘隱含條件

（5）分析臨界狀態(tài)

第十二頁，共三十二頁，2022年，8月28日物理模型對(duì)象模型---點(diǎn)電荷條件模型---勻強(qiáng)電場(chǎng)過程模型---勻加速直線運(yùn)動(dòng)第十三頁，共三十二頁，2022年，8月28日左右兩板各帶何種電荷？要求兩種顆粒離開電場(chǎng)區(qū)域時(shí)，不接觸到極板但有最大偏轉(zhuǎn)量,兩極板間的電壓多大？左板帶負(fù)電荷，右板帶正電荷dlq/m=1×10-5C/Kg第十四頁，共三十二頁，2022年，8月28日說明

此方案是清華大學(xué)教授為安徽茶農(nóng)設(shè)計(jì)的茶葉茶梗分離方案，現(xiàn)在已經(jīng)投入使用，運(yùn)行效果良好！第十五頁，共三十二頁，2022年，8月28日電磁炮第十六頁，共三十二頁，2022年，8月28日（2005）下面是導(dǎo)軌式電磁炮實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。兩平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊（即實(shí)驗(yàn)用彈丸）。滑塊可沿導(dǎo)軌無摩擦滑行，且始終與與導(dǎo)軌保持良好接觸。電源提供的強(qiáng)大電流從一根導(dǎo)軌流入，經(jīng)過滑塊，再?gòu)牧硪粚?dǎo)軌流回電源?；壉粚?dǎo)軌中的電流形成的磁場(chǎng)推動(dòng)而發(fā)射。在發(fā)射過程中，該磁場(chǎng)在滑塊所在的位置始終可以簡(jiǎn)化為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于紙面，其強(qiáng)度與電流的關(guān)系為B＝kI，比例常量k＝2.5×10-6T/A。已知兩導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距l(xiāng)＝1.5cm，滑塊的質(zhì)量m=30g，滑塊沿導(dǎo)軌滑行5m后獲得的發(fā)射速度v=3.0km/s（此過程示為勻加速運(yùn)動(dòng)）。第十七頁，共三十二頁，2022年，8月28日已知兩導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距l(xiāng)＝1.5cm，滑塊的質(zhì)量m=30g，滑塊沿導(dǎo)軌滑行5m后獲得的發(fā)射速度v=3.0km/s（此過程示為勻加速運(yùn)動(dòng)）。求發(fā)射過程中電源提供的電流強(qiáng)度；第十八頁，共三十二頁，2022年，8月28日物理模型對(duì)象模型---磁場(chǎng)中通電直導(dǎo)線條件模型---勻強(qiáng)磁場(chǎng)過程模型---勻加速直線運(yùn)動(dòng)第十九頁，共三十二頁，2022年，8月28日由勻加速直線運(yùn)動(dòng)的公式：a＝＝9×105m/s由安培力公式和牛頓定律，F(xiàn)＝IBl＝kI2l，kI2l＝maI＝＝8.5×105A第二十頁，共三十二頁，2022年，8月28日(2007)25.(22分)離子推進(jìn)器是新一個(gè)代航天動(dòng)力裝置，可用于衛(wèi)星姿態(tài)控制和軌道修正。推進(jìn)劑從圖中P處注入，在A處電離出正離子，BC之間加有恒定電壓，正離子進(jìn)入B時(shí)的速度忽略不計(jì)，經(jīng)加速后形成電流為I的離子束后噴出。已知推進(jìn)器獲得的推力為F，單位時(shí)間內(nèi)噴出的離子質(zhì)量為J。為研究問題方便，假定離子推進(jìn)器在太空中飛行時(shí)不受其他外力，忽略推進(jìn)器運(yùn)動(dòng)速度。求加在BC間的電壓U；

第二十一頁，共三十二頁，2022年，8月28日BC加速電場(chǎng)模型qU=1/2mv2

第二十二頁，共三十二頁，2022年，8月28日電流模型S

S

設(shè)加速后離子束的橫截面積為S，單位體積內(nèi)的離子數(shù)為n，

I=nqvS

J=nmvS

第二十三頁，共三十二頁，2022年，8月28日反沖模型設(shè)離子推進(jìn)器在Δt時(shí)間內(nèi)噴出質(zhì)量為ΔM的正離子，并以其為研究對(duì)象，推進(jìn)器ΔM的作用力F‘F'=F

F'Δt＝ΔMvJ=ΔM/Δt

第二十四頁，共三十二頁，2022年，8月28日風(fēng)力發(fā)電第二十五頁，共三十二頁，2022年，8月28日（2008）風(fēng)能將成為21世紀(jì)大規(guī)模開發(fā)的一種可再生清潔能源。風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能（氣流的動(dòng)能）轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其主要部件包括風(fēng)輪機(jī)、齒輪箱、發(fā)電機(jī)等，如圖所示。第二十六頁，共三十二頁，2022年，8月28日風(fēng)輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風(fēng)力發(fā)電機(jī)可接受風(fēng)能的面積。設(shè)空氣密度為，氣流速度為v，風(fēng)輪機(jī)葉片長(zhǎng)度為r。求單位時(shí)間內(nèi)流向風(fēng)輪機(jī)的最大風(fēng)能Pm；第二十七頁，共三十二頁，2022年，8月28日空氣柱模型m=第二十八頁，共三十二頁，2022年，8月28日在風(fēng)速和葉片數(shù)確定的情況下，要提高風(fēng)輪機(jī)單位時(shí)間接受的風(fēng)能，簡(jiǎn)述可采取的措施。第二十九頁，共三十二頁，2022年，8月28日不合理方案1.挖個(gè)深坑，將發(fā)電機(jī)放進(jìn)去（增大密度）。2.增大風(fēng)速，增加葉片數(shù)目（題設(shè)已限定）。3.將風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝在車上，隨時(shí)調(diào)整發(fā)電機(jī)的位置，使其處于風(fēng)力最大處。第三十頁，共三十二頁，2022年，8月28日原子模型湯姆生---棗糕模型盧瑟福---原子核式結(jié)構(gòu)模型

玻