高中物理典型物理模型及方法

PAGE13高中典型物理模型及方法（精華）◆1.連接體模型：是指運(yùn)動(dòng)中幾個(gè)物體或疊放在一起、或并排擠放在一起、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(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),可以把物體組作為整體，對(duì)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(shí)，把某物體從連接體中隔離出來進(jìn)行分析的方法。連接體的圓周運(yùn)動(dòng)：兩球有相同的角速度；兩球構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒(單個(gè)球機(jī)械能不守恒)m1m2與運(yùn)動(dòng)方向和有無摩擦(m1m2平面、斜面、豎直都一樣。只要兩物體保持相對(duì)靜止記?。篘=(N為兩物體間相互作用力),一起加速運(yùn)動(dòng)的物體的分子m1F2和m2F1兩項(xiàng)的規(guī)律并能應(yīng)用討論：=1\*GB3①F1≠0；F2=0N=m2m2m1F=2\*GB3②F1≠0；F2≠0N=(就是上面的情況)F=F=F=F1>F2m1>m2N1<N2(為什么)N5對(duì)6=(m為第6個(gè)以后的質(zhì)量)第12對(duì)13的作用力N12對(duì)13=◆2.水流星模型(豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)——是典型的變速圓周運(yùn)動(dòng))研究物體通過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的情況，并且經(jīng)常出現(xiàn)臨界狀態(tài)。(圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例)=1\*GB3①火車轉(zhuǎn)彎=2\*GB3②汽車過拱橋、凹橋3=3\*GB3③飛機(jī)做俯沖運(yùn)動(dòng)時(shí)，飛行員對(duì)座位的壓力。=4\*GB3④物體在水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)（汽車在水平公路轉(zhuǎn)彎，水平轉(zhuǎn)盤上的物體，繩拴著的物體在光滑水平面上繞繩的一端旋轉(zhuǎn)）和物體在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)（翻滾過山車、水流星、雜技節(jié)目中的飛車走壁等）。=5\*GB3⑤萬有引力——衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)、庫侖力——電子繞核旋轉(zhuǎn)、洛侖茲力——帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)、重力與彈力的合力——錐擺、（關(guān)健要搞清楚向心力怎樣提供的）（1）火車轉(zhuǎn)彎：設(shè)火車彎道處內(nèi)外軌高度差為h，內(nèi)外軌間距L，轉(zhuǎn)彎半徑R。由于外軌略高于內(nèi)軌，使得火車所受重力和支持力的合力F合提供向心力。(是內(nèi)外軌對(duì)火車都無摩擦力的臨界條件)①當(dāng)火車行駛速率V等于V0時(shí)，F(xiàn)合=F向，內(nèi)外軌道對(duì)輪緣都沒有側(cè)壓力②當(dāng)火車行駛V大于V0時(shí)，F(xiàn)合<F向，外軌道對(duì)輪緣有側(cè)壓力，F(xiàn)合+N=③當(dāng)火車行駛速率V小于V0時(shí)，F(xiàn)合>F向，內(nèi)軌道對(duì)輪緣有側(cè)壓力，F(xiàn)合-N'=即當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎時(shí)行駛速率不等于V0時(shí)，其向心力的變化可由內(nèi)外軌道對(duì)輪緣側(cè)壓力自行調(diào)節(jié)，但調(diào)節(jié)程度不宜過大，以免損壞軌道?；疖囂崴倏吭龃筌壍腊霃交騼A角來實(shí)現(xiàn)（2）無支承的小球，在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)過最高點(diǎn)情況：受力：由mg+T=mv2/L知,小球速度越小,繩拉力或環(huán)壓力T越小,但T的最小值只能為零,此時(shí)小球以重力提供作向心力.結(jié)論：通過最高點(diǎn)時(shí)繩子(或軌道)對(duì)小球沒有力的作用(可理解為恰好通過或恰好通不過的條件)，此時(shí)只有重力提供作向心力.注意討論：繩系小球從最高點(diǎn)拋出做圓周還是平拋運(yùn)動(dòng)。能過最高點(diǎn)條件：V≥V臨（當(dāng)V≥V臨時(shí)，繩、軌道對(duì)球分別產(chǎn)生拉力、壓力）不能過最高點(diǎn)條件：V<V臨(實(shí)際上球還未到最高點(diǎn)就脫離了軌道)討論：=1\*GB3①恰能通過最高點(diǎn)時(shí)：mg=，臨界速度V臨=；可認(rèn)為距此點(diǎn)(或距圓的最低點(diǎn))處落下的物體?！畲藭r(shí)最低點(diǎn)需要的速度為V低臨=☆最低點(diǎn)拉力大于最高點(diǎn)拉力ΔF=6mg=2\*GB3②最高點(diǎn)狀態(tài):mg+T1=(臨界條件T1=0,臨界速度V臨=,V≥V臨才能通過)最低點(diǎn)狀態(tài):T2-mg=高到低過程機(jī)械能守恒:T2-T1=6mg(g可看為等效加速度)=2\*GB3②半圓：過程mgR=最低點(diǎn)T-mg=繩上拉力T=3mg；過低點(diǎn)的速度為V低=小球在與懸點(diǎn)等高處靜止釋放運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，最低點(diǎn)時(shí)的向心加速度a=2g=3\*GB3③與豎直方向成角下擺時(shí),過低點(diǎn)的速度為V低=,此時(shí)繩子拉力T=mg(3-2cos)（3）有支承的小球，在豎直平面作圓周運(yùn)動(dòng)過最高點(diǎn)情況：①臨界條件：桿和環(huán)對(duì)小球有支持力的作用當(dāng)V=0時(shí)，N=mg（可理解為小球恰好轉(zhuǎn)過或恰好轉(zhuǎn)不過最高點(diǎn)）恰好過最高點(diǎn)時(shí)，此時(shí)從高到低過程mg2R=低點(diǎn)：T-mg=mv2/RT=5mg；恰好過最高點(diǎn)時(shí)，此時(shí)最低點(diǎn)速度：V低=注意物理圓與幾何圓的最高點(diǎn)、最低點(diǎn)的區(qū)別：(以上規(guī)律適用于物理圓,但最高點(diǎn),最低點(diǎn),g都應(yīng)看成等效的情況)2．解決勻速圓周運(yùn)動(dòng)問題的一般方法（1）明確研究對(duì)象，必要時(shí)將它從轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中隔離出來。（2）找出物體圓周運(yùn)動(dòng)的軌道平面，從中找出圓心和半徑。（3）分析物體受力情況，千萬別臆想出一個(gè)向心力來。（4）建立直角坐標(biāo)系（以指向圓心方向?yàn)閤軸正方向）將力正交分解。（5）3．離心運(yùn)動(dòng)在向心力公式Fn=mv2/R中，F(xiàn)n是物體所受合外力所能提供的向心力，mv2/R是物體作圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力。當(dāng)提供的向心力等于所需要的向心力時(shí)，物體將作圓周運(yùn)動(dòng)；若提供的向心力消失或小于所需要的向心力時(shí)，物體將做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，即離心運(yùn)動(dòng)。其中提供的向心力消失時(shí)，物體將沿切線飛去，離圓心越來越遠(yuǎn)；提供的向心力小于所需要的向心力時(shí)，物體不會(huì)沿切線飛去，但沿切線和圓周之間的某條曲線運(yùn)動(dòng)，逐漸遠(yuǎn)離圓心。◆3斜面模型（搞清物體對(duì)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物體靜止于斜面<tg物體沿斜面加速下滑a=g(sin一cos)◆╰α4．╰α繩只能受拉力，桿能沿桿方向的拉、壓、橫向及任意方向的力。如圖：桿對(duì)球的作用力由運(yùn)動(dòng)情況決定只有=arctg()時(shí)才沿桿方向最高點(diǎn)時(shí)桿對(duì)球的作用力；最低點(diǎn)時(shí)的速度?，桿的拉力?Em，qLEm，qL·O假設(shè)單B下擺,最低點(diǎn)的速度VB=mgR=╰α整體下擺2mgR=mg+╰α=；=>VB=所以AB桿對(duì)B做正功，AB桿對(duì)A做負(fù)功5．通過輕繩連接的物體=1\*GB3①在沿繩連接方向(可直可曲)，具有共同的v和a。特別注意：兩物體不在沿繩連接方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，先應(yīng)把兩物體的v和a在沿繩方向分解，求出兩物體的v和a的關(guān)系式，=2\*GB3②被拉直瞬間，沿繩方向的速度突然消失，此瞬間過程存在能量的損失。討論：若作圓周運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)速度V0<，運(yùn)動(dòng)情況為先平拋，繩拉直時(shí)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(jī)械能守恒。而不能夠整個(gè)過程用機(jī)械能守恒。求水平初速及最低點(diǎn)時(shí)繩的拉力？換為繩時(shí):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(jī)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(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)A時(shí)繩子受到的拉力是多少？◆5．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(diǎn)：一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致系統(tǒng)重心的運(yùn)動(dòng)1到2到3過程中(1、3除外)超重狀態(tài)繩剪斷后臺(tái)稱示數(shù)鐵木球的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)重心向下加速用同體積的水去補(bǔ)充a圖a圖9Fm斜面對(duì)地面的壓力?地面對(duì)斜面摩擦力?導(dǎo)致系統(tǒng)重心如何運(yùn)動(dòng)？◆6.碰撞模型：兩個(gè)相當(dāng)重要典型的物理模型，后面的動(dòng)量守恒中專題講解◆7.子彈打擊木塊模型：◆8.人船模型：一個(gè)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(duì)運(yùn)動(dòng)的過程中，在此方向遵從=1\*GB3①動(dòng)量守恒方程：mv=MV；ms=MS；=2\*GB3②位移關(guān)系方程s+S=ds=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,人的質(zhì)量為m.若人沿繩梯滑至地面，則繩梯至少為多長？20mS1S2M20mS1S2MmOR0Ftt或s0Ftt或s明確：點(diǎn)、線、面積、斜率、截距、交點(diǎn)的含義中學(xué)物理中重要的圖象=1\*GB2⑴運(yùn)動(dòng)學(xué)中的s-t圖、v-t圖、振動(dòng)圖象x-t圖以及波動(dòng)圖象y-x圖等。=2\*GB2⑵電學(xué)中的電場(chǎng)線分布圖、磁感線分布圖、等勢(shì)面分布圖、交流電圖象、電磁振蕩i-t圖等。=3\*GB2⑶實(shí)驗(yàn)中的圖象：如驗(yàn)證牛頓第二定律時(shí)要用到a-F圖象、F-1/m圖象；用“伏安法”測(cè)電阻時(shí)要畫I-U圖象；測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻時(shí)要畫U-I圖；用單擺測(cè)重力加速度時(shí)要畫的圖等。=4\*GB2⑷在各類習(xí)題中出現(xiàn)的圖象：如力學(xué)中的F-t圖、電磁振蕩中的q-t圖、電學(xué)中的P-R圖、電磁感應(yīng)中的Φ-t圖、E-t圖等?！衲Ｐ头ǔ３Ｓ邢旅嫒N情況(1)“對(duì)象模型”：即把研究的對(duì)象的本身理想化．用來代替由具體物質(zhì)組成的、代表研究對(duì)象的實(shí)體系統(tǒng)，稱為對(duì)象模型（也可稱為概念模型），實(shí)際物體在某種條件下的近似與抽象，如質(zhì)點(diǎn)、光滑平面、理想氣體、理想電表等；常見的如“力學(xué)”中有質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、輕繩或桿、輕質(zhì)彈簧、單擺、彈簧振子、彈性體、絕熱物質(zhì)等；(2)條件模型：把研究對(duì)象所處的外部條件理想化.排除外部條件中干擾研究對(duì)象運(yùn)動(dòng)變化的次要因素，突出外部條件的本質(zhì)特征或最主要的方面，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、理想化后抽象出來的一種物理過程，稱過程模型理想化了的物理現(xiàn)象或過程，如勻速直線運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)、豎直上拋運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)等。有些題目所設(shè)物理模型是不清晰的，不宜直接處理，但只要抓住問題的主要因素，忽略次要因素，恰當(dāng)?shù)膶?fù)雜的對(duì)象或過程向隱含的理想化模型轉(zhuǎn)化，就能使問題得以解決。審視物理情景審視物理情景構(gòu)建物理模型轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題復(fù)原為物理結(jié)論原始的物理模型可分為如下兩類：對(duì)象模型（質(zhì)點(diǎn)、輕桿、輕繩、彈簧振子、單擺、理想氣體、點(diǎn)電荷、理想電表、理想變壓器、勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)、點(diǎn)光源、光線、原子模型等）對(duì)象模型（質(zhì)點(diǎn)、輕桿、輕繩、彈簧振子、單擺、理想氣體、點(diǎn)電荷、理想電表、理想變壓器、勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)、點(diǎn)光源、光線、原子模型等）過程模型（勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧波、彈性碰撞、自由落體運(yùn)動(dòng)、豎直上拋運(yùn)動(dòng)等）物理模型物理解題方法：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．知識(shí)分類舉要力的瞬時(shí)性（產(chǎn)生a）F=ma、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化牛頓第二定律1．力的三種效應(yīng)：時(shí)間積累效應(yīng)(沖量)I=Ft、動(dòng)量發(fā)生變化動(dòng)量定理空間積累效應(yīng)(做功)w=Fs動(dòng)能發(fā)生變化動(dòng)能定理2．動(dòng)量觀點(diǎn)：動(dòng)量(狀態(tài)量)：p=mv=沖量(過程量)：I=Ft動(dòng)量定理：內(nèi)容：物體所受合外力的沖量等于它的動(dòng)量的變化。公式：F合t=mv’一mv(解題時(shí)受力分析和正方向的規(guī)定是關(guān)鍵)I=F合t=F1t1+F2t2+=p=P末-P初=mv末-mv初動(dòng)量守恒定律：內(nèi)容、守恒條件、不同的表達(dá)式及含義：；；內(nèi)容：相互作用的物體系統(tǒng)，如果不受外力，或它們所受的外力之和為零，它們的總動(dòng)量保持不變。（研究對(duì)象：相互作用的兩個(gè)物體或多個(gè)物體所組成的系統(tǒng)）守恒條件：=1\*GB3①系統(tǒng)不受外力作用。(理想化條件)=2\*GB3②系統(tǒng)受外力作用，但合外力為零。=3\*GB3③系統(tǒng)受外力作用，合外力也不為零，但合外力遠(yuǎn)小于物體間的相互作用力。=4\*GB3④系統(tǒng)在某一個(gè)方向的合外力為零，在這個(gè)方向的動(dòng)量守恒。=5\*GB3⑤全過程的某一階段系統(tǒng)受合外力為零，該階段系統(tǒng)動(dòng)量守恒，即：原來連在一起的系統(tǒng)勻速或靜止(受合外力為零)，分開后整體在某階段受合外力仍為零,可用動(dòng)量守恒。例：火車在某一恒定牽引力作用下拖著拖車勻速前進(jìn)，拖車在脫勾后至停止運(yùn)動(dòng)前的過程中(受合外力為零)動(dòng)量守恒“動(dòng)量守恒定律”、“動(dòng)量定理”不僅適用于短時(shí)間的作用，也適用于長時(shí)間的作用。不同的表達(dá)式及含義(各種表達(dá)式的中文含義)：P＝P′或P1＋P2＝P1′＋P2′ 或 m1V1＋m2V2＝m1V1′＋m2V2′(系統(tǒng)相互作用前的總動(dòng)量P等于相互作用后的總動(dòng)量P′)ΔP＝0 (系統(tǒng)總動(dòng)量變化為0)ΔP＝－ΔP＇(兩物體動(dòng)量變化大小相等、方向相反)如果相互作用的系統(tǒng)由兩個(gè)物體構(gòu)成，動(dòng)量守恒的實(shí)際應(yīng)用中的具體表達(dá)式為m1v1+m2v2=；0=m1v1+m2v2m1v1+m2v2=(m1+m2)v共原來以動(dòng)量(P)運(yùn)動(dòng)的物體，若其獲得大小相等、方向相反的動(dòng)量(－P)，是導(dǎo)致物體靜止或反向運(yùn)動(dòng)的臨界條件。即：P+(－P)=0注意理解四性：系統(tǒng)性、矢量性、同時(shí)性、相對(duì)性系統(tǒng)性：研究對(duì)象是某個(gè)系統(tǒng)、研究的是某個(gè)過程矢量性：對(duì)一維情況，先選定某一方向?yàn)檎较?，速度方向與正方向相同的速度取正，反之取負(fù)，再把矢量運(yùn)算簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。，引入正負(fù)號(hào)轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。不注意正方向的設(shè)定，往往得出錯(cuò)誤結(jié)果。一旦方向搞錯(cuò)，問題不得其解相對(duì)性:所有速度必須是相對(duì)同一慣性參照系。同時(shí)性：v1、v2是相互作用前同一時(shí)刻的速度，v1'、v2'是相互作用后同一時(shí)刻的速度。解題步驟:選對(duì)象,劃過程,受力分析.所選對(duì)象和過程符合什么規(guī)律？用何種形式列方程(先要規(guī)定正方向)求解并討論結(jié)果。動(dòng)量定理說的是物體動(dòng)量的變化量跟總沖量的矢量相等關(guān)系；動(dòng)量守恒定律說的是存在內(nèi)部相互作用的物體系統(tǒng)在作用前后或作用過程中各物體動(dòng)量的矢量和保持不變的關(guān)系?！?．碰撞模型和◆8子彈打擊木塊模型專題：碰撞特點(diǎn)=1\*GB3①動(dòng)量守恒=2\*GB3②碰后的動(dòng)能不可能比碰前大=3\*GB3③對(duì)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?！魪椥耘鲎玻簭椥耘鲎矐?yīng)同時(shí)滿足：（這個(gè)結(jié)論最好背下來，以后經(jīng)常要用到。）討論:=1\*GB3①一動(dòng)一靜且二球質(zhì)量相等時(shí)的彈性正碰：速度交換=2\*GB3②大碰小一起向前；質(zhì)量相等，速度交換；小碰大，向后返。=3\*GB3③原來以動(dòng)量(P)運(yùn)動(dòng)的物體，若其獲得等大反向的動(dòng)量時(shí)，是導(dǎo)致物體靜止或反向運(yùn)動(dòng)的臨界條件?！簟耙粍?dòng)一靜”彈性碰撞規(guī)律：即m2v2=0；=0代入(1)、(2)式解得：v1'=（主動(dòng)球速度下限）v2'=（被碰球速度上限）討論（1）：當(dāng)m1>m2時(shí)，v1'>0，v2'>0v1′與v1方向一致；當(dāng)m1>>m2時(shí)，v1'≈v1，v2'≈2v1(高射炮打蚊子)當(dāng)m1=m2時(shí)，v1'=0，v2'=v1即m1與m2交換速度當(dāng)m1<m2時(shí)，v1'<0（反彈），v2'>0v2′與v1同向；當(dāng)m1<<m2時(shí)，v1'≈-v1，v2'≈0(乒乓球撞鉛球)討論（2）：被碰球2獲最大速度、最大動(dòng)量、最大動(dòng)能的條件為A.初速度v1一定，當(dāng)m1>>m2時(shí)，v2'≈2v1B．初動(dòng)量p1一定，由p2'=m2v2'=，可見，當(dāng)m1<<m2時(shí)，p2'≈2m1v1=2p1C．初動(dòng)能EK1一定，當(dāng)m1=m2時(shí)，EK2'=EK1◆完全非彈性碰撞應(yīng)滿足：◆一動(dòng)一靜的完全非彈性碰撞（子彈打擊木塊模型）是高中物理的重點(diǎn)。特點(diǎn)：碰后有共同速度，或兩者的距離最大(最小)或系統(tǒng)的勢(shì)能最大等等多種說法.（主動(dòng)球速度上限，被碰球速度下限）討論：=1\*GB3①E損可用于克服相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能E損=fd相=mg·d相=一=d相===2\*GB3②也可轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能；=3\*GB3③轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能、電能發(fā)熱等等；（通過電場(chǎng)力或安培力做功）由上可討論主動(dòng)球、被碰球的速度取值范圍“碰撞過程”中四個(gè)有用推論推論一：彈性碰撞前、后，雙方的相對(duì)速度大小相等，即：u2－u1=υ1－υ2推論二：當(dāng)質(zhì)量相等的兩物體發(fā)生彈性正碰時(shí)，速度互換。推論三：完全非彈性碰撞碰后的速度相等ABvABv0v0ABv0AB1Av0vsMv0L其它的碰撞模型：證明：完全非彈性碰撞過程中機(jī)械能損失最大。證明：碰撞過程中機(jī)械能損失表為：△E=m1υ12+m2υ22―m1u12―m2u22由動(dòng)量守恒的表達(dá)式中得：u2=(m1υ1+m2υ2－m1u1)代入上式可將機(jī)械能的損失△E表為u1的函數(shù)為：△E=－u12－u1+[(m1υ12+m2υ22)－(m1υ1+m2υ2)2]這是一個(gè)二次項(xiàng)系數(shù)小于零的二次三項(xiàng)式，顯然：當(dāng)u1=u2=時(shí)，即當(dāng)碰撞是完全非彈性碰撞時(shí)，系統(tǒng)機(jī)械能的損失達(dá)到最大值Em=m1υ12+m2υ22－子彈打木塊模型：物理學(xué)中最為典型的碰撞模型(一定要掌握)子彈擊穿木塊時(shí),兩者速度不相等；子彈未擊穿木塊時(shí),兩者速度相等.這兩種情況的臨界情況是：當(dāng)子彈從木塊一端到達(dá)另一端，相對(duì)木塊運(yùn)動(dòng)的位移等于木塊長度時(shí)，兩者速度相等．例題：設(shè)質(zhì)量為m的子彈以初速度v0射向靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為M的木塊，并留在木塊中不再射出，子彈鉆入木塊深度為d。求木塊對(duì)子彈的平均阻力的大小和該過程中木塊前進(jìn)的距離。解析：子彈和木塊最后共同運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于完全非彈性碰撞。從動(dòng)量的角度看，子彈射入木塊過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒：從能量的角度看，該過程系統(tǒng)損失的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能。設(shè)平均阻力大小為f，設(shè)子彈、木塊的位移大小分別為s1、s2，如圖所示，顯然有s1-s2=d對(duì)子彈用動(dòng)能定理：…………………①對(duì)木塊用動(dòng)能定理：…………②①、②相減得：………………③③式意義：fd恰好等于系統(tǒng)動(dòng)能的損失；根據(jù)能量守恒定律，系統(tǒng)動(dòng)能的損失應(yīng)該等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加；可見，即兩物體由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)而摩擦產(chǎn)生的熱(機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能),等于摩擦力大小與兩物體相對(duì)滑動(dòng)的路程的乘積(由于摩擦力是耗散力，摩擦生熱跟路徑有關(guān)，所以這里應(yīng)該用路程，而不是用位移)。由上式不難求得平均阻力的大?。褐劣谀緣K前進(jìn)的距離s2，可以由以上②、③相比得出：從牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式出發(fā)，也可以得出同樣的結(jié)論。試試推理。由于子彈和木塊都在恒力作用下做勻變速運(yùn)動(dòng)，位移與平均速度成正比：一般情況下，所以s2<<d。這說明在子彈射入木塊過程中木塊的位移很小，可以忽略不計(jì)。這就為分階段處理問題提供了依據(jù)。象這種運(yùn)動(dòng)物體與靜止物體相互作用,動(dòng)量守恒,最后共同運(yùn)動(dòng)的類型，全過程動(dòng)能的損失量可用公式：………④當(dāng)子彈速度很大時(shí)，可能射穿木塊，這時(shí)末狀態(tài)子彈和木塊的速度大小不再相等，但穿透過程中系統(tǒng)動(dòng)量仍然守恒，系統(tǒng)動(dòng)能損失仍然是ΔEK=fd（這里的d為木塊的厚度），但由于末狀態(tài)子彈和木塊速度不相等，所以不能再用④式計(jì)算ΔEK的大小。做這類題目時(shí)一定要畫好示意圖，把各種數(shù)量關(guān)系和速度符號(hào)標(biāo)在圖上，以免列方程時(shí)帶錯(cuò)數(shù)據(jù)。以上所列舉的人、船模型的前提是系統(tǒng)初動(dòng)量為零。如果發(fā)生相互作用前系統(tǒng)就具有一定的動(dòng)量，那就不能再用m1v1=m2v2這種形式列方程，而要利用(m1+m2)v0=m1v1+m2v2列式。特別要注意各種能量間的相互轉(zhuǎn)化3．功與能觀點(diǎn)：求功方法×10-19×106⊙力學(xué)：=1\*GB3①W=Fscos(適用于恒力功的計(jì)算)=1\*GB3①理解正功、零功、負(fù)功=2\*GB3②功是能量轉(zhuǎn)化的量度=2\*GB3②W=P·t(p===Fv)功率:P=(在t時(shí)間內(nèi)力對(duì)物體做功的平均功率)P=Fv(F為牽引力,不是合外力；V為即時(shí)速度時(shí),P為即時(shí)功率.V為平均速度時(shí),P為平均功率.P一定時(shí),F與V成正比）動(dòng)能：EK=重力勢(shì)能Ep=mgh(凡是勢(shì)能與零勢(shì)能面的選擇有關(guān))=3\*GB3③動(dòng)能定理：外力對(duì)物體所做的總功等于物體動(dòng)能的變化(增量)公式：W合=W合＝W1+W2+…+Wn=Ek=Ek2一Ek1==1\*GB2⑴W合為外力所做功的代數(shù)和．(W可以不同的性質(zhì)力做功)=2\*GB2⑵外力既可以有幾個(gè)外力同時(shí)作用，也可以是各外力先后作用或在不同過程中作用：=3\*GB2⑶既為物體所受合外力的功。=4\*GB3④功是能量轉(zhuǎn)化的量度(最易無視)主要形式有：慣穿整個(gè)高中物理的主線“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”這一基本概念含義理解。=1\*GB2⑴重力的功量度重力勢(shì)能的變化物體重力勢(shì)能的增量由重力做的功來量度：WG=-ΔEP，這就是勢(shì)能定理。與勢(shì)能相關(guān)的力做功特點(diǎn):如重力,彈力,分子力,電場(chǎng)力它們做功與路徑無關(guān),只與始末位置有關(guān).除重力和彈簧彈力做功外,其它力做功改變機(jī)械能；這就是機(jī)械能定理。只有重力做功時(shí)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。=2\*GB2⑵電場(chǎng)力的功量度電勢(shì)能的變化=3\*GB2⑶分子力的功量度分子勢(shì)能的變化=4\*GB2⑷合外力的功量度動(dòng)能的變化；這就是動(dòng)能定理。=5\*GB2⑸摩擦力和空氣阻力做功W=fd路程E內(nèi)能(發(fā)熱)=6\*GB2⑹一對(duì)互為作用力反作用力的摩擦力做的總功，用來量度該過程系統(tǒng)由于摩擦而減小的機(jī)械能，也就是系統(tǒng)增加的內(nèi)能。fd=Q（d為這兩個(gè)物體間相對(duì)移動(dòng)的路程）?！褵釋W(xué)：ΔE=Q+W（熱力學(xué)第一定律）⊙電學(xué)：WAB＝qUAB＝F電dE=qEdE動(dòng)能(導(dǎo)致電勢(shì)能改變)W＝QU＝UIt＝I2Rt＝U2t/RQ＝I2RtE=I(R+r)=u外+u內(nèi)=u外+IrP電源t=uIt+E其它P電源=IE=IU+I2Rt⊙磁學(xué)：安培力功W＝F安d＝BILd內(nèi)能(發(fā)熱)⊙光學(xué)：?jiǎn)蝹€(gè)光子能量E＝hγ一束光能量E總＝Nhγ(N為光子數(shù)目)光電效應(yīng)＝hγ－W0躍遷規(guī)律：hγ=E末-E初輻射或吸收光子⊙原子：質(zhì)能方程：E＝mc2ΔE＝Δmc2注意單位的轉(zhuǎn)換換算機(jī)械能守恒定律：機(jī)械能=動(dòng)能+重力勢(shì)能+彈性勢(shì)能(條件:系統(tǒng)只有內(nèi)部的重力或彈力做功).守恒條件：(功角度)只有重力和彈簧的彈力做功；(能轉(zhuǎn)化角度)只發(fā)生動(dòng)能與勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化?！爸挥兄亓ψ龉Α薄佟爸皇苤亓ψ饔谩?。在某過程中物體可以受其它力的作用，只要這些力不做功，或所做功的代數(shù)和為零，就可以認(rèn)為是“只有重力做功”。列式形式：E1=E2(先要確定零勢(shì)面)P減(或增)=E增(或減)EA減(或增)=EB增(或減)mgh1+或者Ep減=Ek增除重力和彈簧彈力做功外,其它力做功改變機(jī)械能；滑動(dòng)摩擦力和空氣阻力做功W=fd路程E內(nèi)能(發(fā)熱)4．功能關(guān)系：功是能量轉(zhuǎn)化的量度。有兩層含義：(1)做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程,(2)做功的多少?zèng)Q定了能轉(zhuǎn)化的數(shù)量,即:功是能量轉(zhuǎn)化的量度強(qiáng)調(diào)：功是一種過程量，它和一段位移（一段時(shí)間）相對(duì)應(yīng)；而能是一種狀態(tài)量，它與一個(gè)時(shí)刻相對(duì)應(yīng)。兩者的單位是相同的(都是J)，但不能說功就是能，也不能說“功變成了能”。做功的過程是物體能量的轉(zhuǎn)化過程，做了多少功，就有多少能量發(fā)生了變化，功是能量轉(zhuǎn)化的量度．(1)動(dòng)能定理合外力對(duì)物體做的總功=物體動(dòng)能的增量．即(2)與勢(shì)能相關(guān)力做功導(dǎo)致與之相關(guān)的勢(shì)能變化重力重力對(duì)物體所做的功=物體重力勢(shì)能增量的負(fù)值．即WG=EP1—EP2=—ΔEP重力做正功，重力勢(shì)能減少；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加．彈簧彈力彈力對(duì)物體所做的功=物體彈性勢(shì)能增量的負(fù)值．即W彈力=EP1—EP2=—ΔEP彈力做正功,彈性勢(shì)能減少；彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加．分子力分子力對(duì)分子所做的功=分子勢(shì)能增量的負(fù)值電場(chǎng)力電場(chǎng)力對(duì)電荷所做的功=電荷電勢(shì)能增量的負(fù)值電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少;電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加。注意：電荷的正負(fù)及移動(dòng)方向(3)機(jī)械能變化原因除重力(彈簧彈力)以外的的其它力對(duì)物體所做的功=物體機(jī)械能的增量即WF=E2—E1=ΔE當(dāng)除重力(或彈簧彈力)以外的力對(duì)物體所做的功為零時(shí)，即機(jī)械能守恒(4)機(jī)械能守恒定律在只有重力和彈簧的彈力做功的物體系內(nèi)，動(dòng)能和勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變．即EK2+EP2=EK1+EP1，或ΔEK=—ΔEP(5)靜摩擦力做功的特點(diǎn)(1)靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功；(2)在靜摩擦力做功的過程中，只有機(jī)械能的互相轉(zhuǎn)移，而沒有機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，靜摩擦力只起著傳遞機(jī)械能的作用；(3)相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi)，一對(duì)靜摩擦力對(duì)系統(tǒng)所做功的和總是等于零．(6)滑動(dòng)摩擦力做功特點(diǎn)“摩擦所產(chǎn)生的熱”(1)滑動(dòng)摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功；=滑動(dòng)摩擦力跟物體間相對(duì)路程的乘積，即一對(duì)滑動(dòng)摩擦力所做的功(2)相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi)，一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)系統(tǒng)所做功的和總表現(xiàn)為負(fù)功，其大小為:W=—fS相對(duì)=Q對(duì)系統(tǒng)做功的過程中,系統(tǒng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，(S相對(duì)為相互摩擦的物體間的相對(duì)位移;若相對(duì)運(yùn)動(dòng)有往復(fù)性,則S相對(duì)為相對(duì)運(yùn)動(dòng)的路程)(7)一對(duì)作用力與反作用力做功的特點(diǎn)(1)作用力做正功時(shí)，反作用力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功；作用力做負(fù)功、不做功時(shí)，反作用力亦同樣如此．(2)一對(duì)作用力與反作用力對(duì)系統(tǒng)所做功的總和可以是正功,也可以是負(fù)功,還可以零．(8)熱學(xué)外界對(duì)氣體做功外界對(duì)氣體所做的功W與氣體從外界所吸收的熱量Q的和=氣體內(nèi)能的變化W+Q=△U(熱力學(xué)第一定律,能的轉(zhuǎn)化守恒定律)(9)電場(chǎng)力做功W=qu=qEd=F電SE(與路徑無關(guān))(10)電流做功(1)在純電阻電路中(電流所做的功率=電阻發(fā)熱功率）(2)在電解槽電路中,電流所做的功率=電阻發(fā)熱功率+轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的的功率(3)在電動(dòng)機(jī)電路中,電流所做的功率=電阻發(fā)熱功率與輸出的機(jī)械功率之和P電源t=uIt=+E其它；W=IUt(11)安培力做功安培力所做的功對(duì)應(yīng)著電能與其它形式的能的相互轉(zhuǎn)化，即W安=△E電，安培力做正功，對(duì)應(yīng)著電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能（如電動(dòng)機(jī)模型）；克服安培力做功，對(duì)應(yīng)著其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能（如發(fā)電機(jī)模型）；且安培力作功的絕對(duì)值，等于電能轉(zhuǎn)化的量值，W＝F安d＝BILd內(nèi)能(發(fā)熱)(12)洛侖茲力永不做功洛侖茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小。(13)光學(xué)光子的能量:E光子=hγ；一束光能量E光=N×hγ(N指光子數(shù)目)在光電效應(yīng)中，光子的能量hγ=W+(14)原子物理原子輻射光子的能量hγ=E初—E末，原子吸收光子的能量hγ=E末—E初愛因斯坦質(zhì)能方程：E＝mc2(15)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律對(duì)于所有參與相互作用的物體所組成的系統(tǒng)，其中每一個(gè)物體的能量數(shù)值及形式都可能發(fā)生變化，但系統(tǒng)內(nèi)所有物體的各種形式能量的總合保持不變功和能的關(guān)系貫穿整個(gè)物理學(xué)?，F(xiàn)歸類整理如下：常見力做功與對(duì)應(yīng)能的關(guān)系常見的幾種力做功能量關(guān)系數(shù)量關(guān)系式力的種類做功的正負(fù)對(duì)應(yīng)的能量變化情況①重力mg+重力勢(shì)能EP減小mgh=–ΔEP–增加②彈簧的彈力kx+彈性勢(shì)能E彈性減小W彈=–ΔE彈性–增加③分子力F分子+分子勢(shì)能E分子減小W分子力=–ΔE分子–增加④電場(chǎng)力Eq+電勢(shì)能E電勢(shì)減小qU=–ΔE電勢(shì)–增加⑤滑動(dòng)摩擦力f–內(nèi)能Q增加fs相對(duì)=Q⑥感應(yīng)電流的安培力F安培–電能E電增加W安培力=ΔE電⑦合力F合+動(dòng)能Ek增加W合=ΔEk–減?、嘀亓σ酝獾牧+機(jī)械能E機(jī)械增加WF=ΔE機(jī)械–減小汽車的啟動(dòng)問題:具體變化過程可用如下示意圖表示．關(guān)鍵是發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是否達(dá)到額定功率，恒定功恒定功率啟動(dòng)速度V↑F=↓a=當(dāng)a=0即F=f時(shí)，v達(dá)到最大vm保持vm勻速∣→→→變加速直線運(yùn)動(dòng)→→→→→→→∣→→→→勻速直線運(yùn)動(dòng)→→……恒定加速度啟動(dòng)恒定加速度啟動(dòng)a定=即F一定P↑=F定v↑即P隨v的增大而增大當(dāng)a=0時(shí)，v達(dá)到最大vm，此后勻速當(dāng)P=P額時(shí)a定=≠0，v還要增大F=a=∣→→勻加速直線運(yùn)動(dòng)→→→→∣→→→變加速（a↓）運(yùn)動(dòng)→→→→→∣→勻速運(yùn)動(dòng)→(1)若額定功率下起動(dòng),則一定是變加速運(yùn)動(dòng),因?yàn)闋恳﹄S速度的增大而減?。蠼鈺r(shí)不能用勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來解.(2)特別注意勻加速起動(dòng)時(shí),牽引力恒定．當(dāng)功率隨速度增至預(yù)定功率時(shí)的速度(勻加速結(jié)束時(shí)的速度)，并不是車行的最大速度．此后，車仍要在額定功率下做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)(這階段類同于額定功率起動(dòng))直至a=0時(shí)速度達(dá)到最大．

論大學(xué)生寫作能力寫作能力是對(duì)自己所積累的信息進(jìn)行選擇、提取、加工、改造并將之形成為書面文字的能力。積累是寫作的基礎(chǔ)，積累越厚實(shí)，寫作就越有基礎(chǔ)，文章就能根深葉茂開奇葩。沒有積累，胸?zé)o點(diǎn)墨，怎么也不會(huì)寫出作文來的。寫作能力是每個(gè)大學(xué)生必須具備的能力。從目前高校整體情況上看，大學(xué)生的寫作能力較為欠缺。一、大學(xué)生應(yīng)用文寫作能力的定義那么，大學(xué)生的寫作能力究竟是指什么呢？葉圣陶先生曾經(jīng)說過，“大學(xué)畢業(yè)生不一定能寫小說詩歌，但是一定要寫工作和生活中實(shí)用的文章，而且非寫得既通順又扎實(shí)不可。”對(duì)于大學(xué)生的寫作能力應(yīng)包含什么，可能有多種理解，但從葉圣陶先生的談話中，我認(rèn)為：大學(xué)生寫作能力應(yīng)包括應(yīng)用寫作能力和文學(xué)寫作能力，而前者是必須的，后者是“不一定”要具備，能具備則更好。眾所周知，對(duì)于大學(xué)生來說，是要寫畢業(yè)論文的，我認(rèn)為寫作論文的能力可以包含在應(yīng)用寫作能力之中。大學(xué)生寫作能力的體現(xiàn)，也往往是在撰寫畢業(yè)論文中集中體現(xiàn)出來的。本科畢業(yè)論文無論是對(duì)于學(xué)生個(gè)人還是對(duì)于院系和學(xué)校來說，都是十分重要的。如何提高本科畢業(yè)論文的質(zhì)量和水平，就成為教育行政部門和高校都很重視的一個(gè)重要課題。如何提高大學(xué)生的寫作能力的問題必須得到社會(huì)的廣泛關(guān)注，并且提出對(duì)策去實(shí)施解決。二、造成大學(xué)生應(yīng)用文寫作困境的原因：（一）大學(xué)寫作課開設(shè)結(jié)構(gòu)不合理。就目前中國多數(shù)高校的學(xué)科設(shè)置來看，除了中文專業(yè)會(huì)系統(tǒng)開設(shè)寫作的系列課程外，其他專業(yè)的學(xué)生都只開設(shè)了普及性的《大學(xué)語文》課。學(xué)生寫作能力的提高是一項(xiàng)艱巨復(fù)雜的任務(wù)，而我們的課程設(shè)置僅把這一任務(wù)交給了大學(xué)語文教師，可大學(xué)語文教師既要在有限課時(shí)時(shí)間內(nèi)普及相關(guān)經(jīng)典名著知識(shí)，又要適度提高學(xué)生的鑒賞能力，且要教會(huì)學(xué)生寫作規(guī)律并提高寫作能力，任務(wù)之重實(shí)難完成。（二）對(duì)實(shí)用寫作的普遍性不重視?！按髮W(xué)語文”教育已經(jīng)被嚴(yán)重地“邊緣化”。目前對(duì)中國語文的態(tài)度淡漠，而是呈現(xiàn)出全民學(xué)英語的大好勢(shì)頭。中小學(xué)如此，大學(xué)更是如此。對(duì)我們的母語中國語文，在大學(xué)反而被漠視，沒有相關(guān)的課程的設(shè)置，沒有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)實(shí)踐訓(xùn)練。這其實(shí)是國人的一種偏見。應(yīng)用寫作有它自身的規(guī)律和方法。一個(gè)人學(xué)問很大，會(huì)寫小說、詩歌、戲劇等，但如果不曉得應(yīng)用文寫作的特點(diǎn)和方法，他就寫不好應(yīng)用文。（三）部分大學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不端正。很多非中文專業(yè)的大學(xué)生對(duì)寫作的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練都只是集中在《大學(xué)語文》這一門課上，大部