高中物理模型.pdf

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1、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一.行星模型［模型概述］所谓“行星”模型指卫星绕中心天体，或核外电子绕原子旋转。它们隶属圆周运动，但涉及到力、电、能知识，属于每年高考必考内容。［模型要点］人造卫星的运动属于宏观现象，氢原子中电子的运动属于微观现象，由于支配卫星和电子运动的力遵1循平方反比律，即F2，故它们在物理模型上和运动规律的描述上有相似点。r公式GMmkq1q2类似FF22rr适用条件质点点电荷都是理想模型研究对象有质量的两个物体带

2、有电荷的两个物体类似相互作用引力与引力场电场力与静电场都是场作用方向两质点连线上两点电荷的连线上相同实际应用两物体间的距离比物体本两带电体间的距离比带电相同身线度大得多体本身线度大得多适用对象引力场静电场不同［特别说明］一.线速度与轨道半径的关系2GMmv设地球的质量为M，卫星质量为m，卫星在半径为r的轨道上运行，其线速度为v，可知m，2rrGM从而vr22kev设质量为m'、带电量为e的电子在第n条可能轨道上运动，其线速度大小为v，则有m，从2rnrn2ke1而v,即vrnmrn可见，卫星或电子的

3、线速度都与轨道半径的平方根成反比二.动能与轨道半径的关系2GMmvGMm1卫星运动的动能，由2m得Ek即Ek，氢原子核外电子运动的动能为：rr2rr2ke1Ek即Ek，可见，在这两类现象中，卫星与电子的动能都与轨道半径成反比2rnrn三.运动周期与轨道半径的关系223m1m2424r23对卫星而言，Gmr，得T,即Tr.(同理可推导V、a与半径的关系。对22rTGM电子仍适用)四.能量与轨道半径的关系运动物体能量等于其动能与势能之和，即EEkEp，在变轨问题中，从离地球较远轨道向离地球较近轨道运动，

4、万有引力做正功，势能减少，动能增大，总能量减少。反之呢?五.地球同步卫星1.地球同步卫星的轨道平面：非同步人造地球卫星其轨道平面可与地轴有任意夹角且过地心，而同步卫星一定位于赤道的正上方2.地球同步卫星的周期：地球同步卫星的运转周期与地球自转周期相同。-1-⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯GMm2GM3.地球同步卫星的轨道半径：据牛顿第二定律有2m0r,得r32,0与地球自转角速度r0相同，所以地球同步卫星的轨道半径一定,其离地面高度也

5、是一定的4.地球同步卫星的线速度：为定值，绕行方向与地球自转方向相同［误区点拨］天体运动问题：人造卫星的轨道半径与中心天体半径的区别；人造卫星的发射速度和运行速度；卫星的稳定运行和变轨运动；赤道上的物体与近地卫星的区别；卫星与同步卫星的区别人造地球卫星的发射速度是指把卫星从地球上发射出去的速度，速度越大，发射得越远，发射的最小速度，混淆连续物和卫星群：连续物是指和天体连在一起的物体，其角速度和天体相同，双星系统中的向心力中的距离与圆周运动中的距离的差别二.等效场模型［模型概述］复合场是高中物理中的热

6、点问题，常见的有重力场与电场、重力场与磁场、重力场与电磁场等等，对复合场问题的处理过程其实就是一种物理思维方法［模型要点］物体仅在重力场中运动是最简单，也是学生最为熟悉的运动类型，但是物体在复合场中的运动又是我们在综合性试题中经常遇到的问题，如果我们能化“复合场”为“重力场”，不仅能起到“柳暗花明”的效果，同时也是一种思想的体现。如何实现这一思想方法呢？F合如物体在恒力场中，我们可以先求出合力F，在根据g'求出等效场的加速度。将物体的运动转m化为落体、抛体或圆周运动等，然后根据物体的运动情景采用对应

7、的规律例1.如图所示，一条长为L的细线上端固定，下端拴一个质量为m的带电小球，将它置于一方向水平向右，场强为正的匀强电场中，已知当细线离开竖直位置偏角α时，小球处于平衡状态。（1）若使细线的偏角由α增大到，然后将小球由静止释放。则应为多大，才能使细线到达竖直位置时小球的速度刚好为零？（2）若α角很小，那么（1）问中带电小球由静止释放在到达竖直位置需多少时间？方法：带电小球在空间同时受到重力和电场力的作用，这两个力都是恒力，将两个力合成，并称合力为“等效重力”。“等效重力”的大小为：22mggG'=(

8、mg)(Eq)，等效重力加速度为:g'，方向与竖直方coscos向成α角，如图所示。这样一个“等效重力场”可代替原来的重力场和静电场，类比重力场中的规律即可思考：若将小球向左上方提起，使摆线呈水平状态，然后由静止释放，则小球下摆过程中在哪一点的速率最大？最大速率为多大？它摆向右侧时最大偏角为多大？点评：由于引入了“等效重力场”的概念，就把重力场和电场两个场相复合的问题简化为只有一个场的问题。从而将重力场中的相关规律有效地迁移过来。值得指出的是，由于重力场和电场都是匀强