高中物理常见的物理模型

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1、高中物理常见的物理模型一．物理模型的重要性从某种意义上看，学习物理知识的过程，就是构建基本物理模型的过程；物理知识构建在物理模型之上；没有物理模型，就不能构建物理知识。（宋昌达语录）二．物理学习中的基础物理模型（1）匀速直线运动：s=vt；a=0；v=定值；F合=0（2）匀变速直线运动：s=v0t+at2/2；vt-v0=at；Δs=at2；F合=定值且与v共线（3）自由落体运动：v0=0,a=g的匀加速直线运动；F合=mg（4）竖直上抛运动：v0与a反向，a=g匀减速直线运动；F合=mg（5）平抛运动：v0⊥a，a=g;F

2、合=mg；竖直方向上是自由落体运动，水平方向上匀速运动（6）匀速圆周运动：v大小不变，a大小不变，F合大小不变，且v⊥a，v⊥F合；（7）天体的运动，人造地球卫星运动（8）带电粒子在电场中的加速和偏转（9）带电粒子在匀强磁场中运动（10）速度选择器；质谱仪；回旋加速器（11）闭合电路，纯电阻电路；串、并联电路（12）线圈在匀强磁场中的运动（13）部分导体切割磁感线（14）质点；点电荷；核式结构的原子；匀强电场；匀强磁场；试探电荷；试探电流；真空中点电荷的磁场；直线电流的磁场；环形电流的磁场；通电直螺线管的磁场；电磁铁；变压器

3、；电容器；平行板电容器；等等三、常见物理模型（1）物体在水平面上1.自由滑动：-f=ma，f=Nμ，N=mg2.受到推力（拉力／电场力／磁场力）：3.叠放：（2）斜面问题1．自由释放的滑块能在斜面上(如图9－1甲所示)匀速下滑时，m与M之间的动摩擦因数μ＝gtanθ．图9－1甲2．自由释放的滑块在斜面上(如图9－1甲所示)：(1)静止或匀速下滑时，斜面M对水平地面的静摩擦力为零；(2)加速下滑时，斜面对水平地面的静摩擦力水平向右；(3)减速下滑时，斜面对水平地面的静摩擦力水平向左．3．自由释放的滑块在斜面上(如图9－1乙所示

4、)匀速下滑时，M对水平地面的静摩擦力为零，这一过程中再在m上加上任何方向的作用力，(在m停止前)M对水平地面的静摩擦力依然为零(见一轮书中的方法概述)．图9－1乙www.k@s@5@u.com高#考#资#源#网4．悬挂有物体的小车在斜面上滑行(如图9－2所示)：-20-图9－2(1)向下的加速度a＝gsinθ时，悬绳稳定时将垂直于斜面；(2)向下的加速度a＞gsinθ时，悬绳稳定时将偏离垂直方向向上；(3)向下的加速度a＜gsinθ时，悬绳将偏离垂直方向向下．5．在倾角为θ的斜面上以速度v0平抛一小球(如图9－3所示)：图9

5、－3(1)落到斜面上的时间t＝；(2)落到斜面上时，速度的方向与水平方向的夹角α恒定，且tanα＝2tanθ，与初速度无关；(3)经过tc＝小球距斜面最远，最大距离d＝．6．如图9－4所示，当整体有向右的加速度a＝gtanθ时，m能在斜面上保持相对静止．图9－47．在如图9－5所示的物理模型中，当回路的总电阻恒定、导轨光滑时，ab棒所能达到的稳定速度vm＝．图9－58．如图9－6所示，当各接触面均光滑时，在小球从斜面顶端滑下的过程中，斜面后退的位移s＝L．图9－6www.k@s@5@u.com高#考#资#源#网●例1　有一些

6、问题你可能不会求解，但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断．例如从解的物理量单位，解随某些已知量变化的趋势，解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析，并与预期结果、实验结论等进行比较，从而判断解的合理性或正确性．举例如下：如图9－7甲所示，质量为M、倾角为θ的滑块A放于水平地面上．把质量为-20-m的滑块B放在A的斜面上．忽略一切摩擦，有人求得B相对地面的加速度a＝gsinθ，式中g为重力加速度．图9－7甲对于上述解，某同学首先分析了等号右侧的量的单位，没发现问题．他进一步利用特殊条件对该解做了如下四项分析和判断，

7、所得结论都是“解可能是对的”．但是，其中有一项是错误的，请你指出该项[2008年高考·北京理综卷](　　)A．当θ＝0°时，该解给出a＝0，这符合常识，说明该解可能是对的B．当θ＝90°时，该解给出a＝g，这符合实验结论，说明该解可能是对的C．当M≫m时，该解给出a≈gsinθ，这符合预期的结果，说明该解可能是对的D．当m≫M时，该解给出a≈，这符合预期的结果，说明该解可能是对的【解析】当A固定时，很容易得出a＝gsinθ；当A置于光滑的水平面时，B加速下滑的同时A向左加速运动，B不会沿斜面方向下滑，难以求出运动的加速度．图

8、9－7乙设滑块A的底边长为L，当B滑下时A向左移动的距离为x，由动量守恒定律得：M＝m解得：x＝当m≫M时，x≈L，即B水平方向的位移趋于零，B趋于自由落体运动且加速度a≈g．选项D中，当m≫M时，a≈＞g显然不可能．[答案]　D【点评】本例中，若m、M、θ、L有具体数值，可假设B下滑至底