物理学中常用的的模型20110405
高中物理 高中物理22个经典模型汇总 清晰实用
高中物理高中物理22个经典模型汇总清晰实用高中物理22个经典模型汇总与清晰实用一、引言高中物理作为理科学科的重要组成部分,是学生们接触自然科学的第一步,也是理解世界的窗口。
在学习高中物理的过程中,掌握经典模型是至关重要的。
经典模型能够帮助我们理解自然界的规律,为我们解决问题提供了基本的思路,更好地认识自然界的奥秘,也更好地应对未来的挑战。
本文将汇总高中物理22个经典模型,并探讨它们的清晰实用之处。
二、运动学1. 位移、速度、加速度模型位移、速度、加速度是运动的基本概念,它们之间的关系能够帮助我们描述物体的运动状态,从而解释各种日常运动现象。
2. 牛顿三定律牛顿三定律是力学的基础,这个模型能够帮助我们理解物体受力的情况,进而分析物体的运动状态。
3. 万有引力万有引力模型是物理学中重要的一部分,它描述了物体之间的引力大小与距离的关系,解释了宇宙中广泛存在的引力现象。
4. 匀变速直线运动匀变速直线运动模型描述了物体在力作用下的匀变速直线运动规律,让我们能够准确预测物体的位置随时间的变化。
5. 抛体运动抛体运动模型适用于空中物体在重力作用下的运动,可以帮助我们分析和计算各种投掷运动。
6. 圆周运动圆周运动模型帮助我们理解物体在圆周运动中受力的情况,解释了各种圆周运动中发生的现象。
7. 谐振谐振模型能够帮助我们理解谐振现象产生的原因,也让我们在实际应用中更好地利用谐振的特性。
三、动能和势能8. 动能与势能转化动能和势能的转化模型描述了物体在力的作用下,动能和势能之间相互转化的规律,为我们解释各种能量转化现象提供了理论依据。
9. 机械能守恒机械能守恒模型说明了在某些力场内,物体的机械能守恒,这个规律被广泛应用于各种动力学计算中。
四、波动10. 机械波机械波模型帮助我们理解机械波的传播规律,解释了声音、水波等机械波的传播特性。
11. 光的直线传播光的直线传播模型适用于介质中光的传播规律,让我们能够更好地理解光的传播路径。
高中物理常见的24个解题模型
高中物理常见的24个解题模型高中物理常见解题模型有哪些1、皮带模型:摩擦力,牛顿运动定律,功能及摩擦生热等问题。
2、斜面模型:运动规律,三大定律,数理问题。
3、运动关联模型:一物体运动的同时性,独立性,等效性,多物体参与的独立性和时空联系。
4、人船模型:动量守恒定律,能量守恒定律,数理问题。
5、子弹打木块模型:三大定律,摩擦生热,临界问题,数理问题。
6、爆炸模型:动量守恒定律,能量守恒定律。
7、单摆模型:简谐运动,圆周运动中的力和能问题,对称法,图象法。
8、电磁场中的双电源模型:顺接与反接,力学中的三大定律,闭合电路的欧姆定律,电磁感应定律。
9、交流电有效值相关模型:图像法,焦耳定律,闭合电路的欧姆定律,能量问题。
10、平抛模型:运动的合成与分解,牛顿运动定律,动能定理(类平抛运动)。
11、行星模型:向心力(各种力),相关物理量,功能问题,数理问题(圆心、半径、临界问题)。
12、全过程模型:匀变速运动的整体性,保守力与耗散力,动量守恒定律,动能定理,全过程整体法。
13、质心模型:质心(多种体育运动),集中典型运动规律,力能角度。
14、绳件、弹簧、杆件三件模型:三件的异同点,直线与圆周运动中的动力学问题和功能问题。
15、挂件模型:平衡问题,死结与活结问题,采用正交分解法,图解法,三角形法则和极值法。
16、追碰模型:运动规律,碰撞规律,临界问题,数学法(函数极值法、图像法等)和物理方法(参照物变换法、守恒法)等。
17、能级模型:能级图,跃迁规律,光电效应等光的本质综合问题。
18、远距离输电升压降压的变压器模型。
19、限流与分压器模型:电路设计,串并联电路规律及闭合电路的欧姆定律,电能,电功率,实际应用。
20、电路的动态变化模型:闭合电路的欧姆定律,判断方法和变压器的三个制约问题。
21、磁流发电机模型:平衡与偏转,力和能问题。
22、回旋加速器模型:加速模型(力能规律),回旋模型(圆周运动),数理问题。
高中物理常见的物理模型
专题:高中物理力学常见物理模型高考中常出现的物理模型:斜面模型、叠加体模型(包含滑块、子弹射入)、(弹簧、轻绳、轻杆)连接体模型、传送带模型、人船模型、碰撞模型等。
一、斜面模型每年各地高考卷中几乎都有关于斜面模型的试题。
以下结论有助于更好更快地理清解题思路和方法.1.自由释放的滑块能在斜面上(如右图)匀速下滑时,m 与M 之间的动摩擦因数μ=g tan θ.2.自由释放的滑块在斜面上(如右图所示):(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(如右图所示)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..4.悬挂有物体的小车在斜面上滑行(如右图所示):(1)向下的加速度a =g sin θ时,悬绳稳定时将垂直于斜面;(2)向下的加速度a >g sin θ时,悬绳稳定时将偏离垂直方向向上; (3)向下的加速度a <g sin θ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v 0平抛一小球(如右 图所示):(1)落到斜面上的时间t =2v 0tan θg;(2)落到斜面上时,速度的方向与水平方向的夹角α恒定,且tan α=2tan θ,与初速度无关;(3)经过t c =v 0tan θg 小球距斜面最远,最大距离d =(v 0sin θ)22g cos θ.6.如图所示,当整体有向右的加速度a =g tan θ时,m 能在斜面上保持相对静止.7.在如下图所示的物理模型中,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v m =mgR sin θB 2L 2.8.如下图所示,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 =mm +ML .v v tt二、叠加体模型叠加体模型(包括滑块、子弹打木块、滑环直杆、传送带等模型,传送带另详述)在高考中频现,常需求解摩擦力、相对滑动路程、摩擦生热、多次作用后的速度等。
高中物理24个经典模型
高中物理24个经典模型高中物理中有许多经典的模型,这些模型帮助我们理解物理世界的运作原理。
本文将介绍高中物理中的24个经典模型,让我们一起来了解它们吧!1.单摆模型:单摆模型用来研究摆动的物体的运动规律。
它包括一个质点和一个细线,可以通过改变细线长度或质点的质量来研究摆动的周期和频率。
2.平抛运动模型:平抛运动模型用来研究水平投掷物体的运动轨迹和速度。
它假设没有空气阻力,只有重力作用。
可以通过改变初速度和仰角来研究物体的落点和飞行距离。
3.牛顿第一定律模型:牛顿第一定律模型认为在没有外力作用下物体将保持匀速直线运动或静止。
这个模型帮助我们理解惯性的概念和物体运动状态的变化。
4.牛顿第二定律模型:牛顿第二定律模型描述了物体受力和加速度之间的关系。
它的数学表达式为F=ma,其中F表示物体受力,m表示物体质量,a表示物体加速度。
5.牛顿第三定律模型:牛顿第三定律模型表明对于每个作用力都存在一个等大反向的相互作用力。
这个模型帮助我们理解力的概念和物体之间的相互作用。
6.阻力模型:阻力模型用来研究运动物体与介质之间的相互作用。
它的大小与速度和物体形状有关,在物体运动时会减小其速度。
7.功率模型:功率模型描述了物体转化能量的速度和效率。
它等于功的大小除以时间,可以帮助我们理解物体能量的转变和利用。
8.热传导模型:热传导模型描述了热量在物体间传递的过程。
它通过研究热导率和温度差来解释热量传递的速率和方向。
9.摩擦力模型:摩擦力模型用来描述物体在接触面上滑动或滚动时的相互作用。
它的大小与物体之间的粗糙程度和压力有关,可以通过摩擦力模型来研究物体的运动和停止。
10.力矩模型:力矩模型用来研究物体旋转的平衡和加速度。
它的数学表达式为M=rF,其中M表示力矩,r表示力臂,F表示作用力。
11.浮力模型:浮力模型用来研究物体在液体或气体中的浮力。
它的大小等于液体或气体对物体的推力,可以帮助我们理解物体在液体中的浮沉和船只的浮力原理。
高中物理常用的24种模型
高中物理常用的24种模型⒈“质心”模型:质心(多种体育运动).集中典型运动规律.力能角度。
⒉“绳件.弹簧.杆件”三件模型:三件的异同点,直线与圆周运动中的动力学问题和功能问题。
⒊“挂件”模型:平衡问题.死结与活结问题,采用正交分解法,图解法,三角形法则和极值法。
⒋“追碰”模型:运动规律.碰撞规律.临界问题.数学法(函数极值法.图像法等)和物理方法(参照物变换法.守恒法)等。
⒌“运动关联”模型:一物体运动的同时性.独立性.等效性.多物体参与的独立性和时空联系。
⒍“皮带”模型:摩擦力.牛顿运动定律.功能及摩擦生热等问题。
⒎“斜面”模型:运动规律.三大定律.数理问题。
⒏“平抛”模型:运动的合成与分解.牛顿运动定律.动能定理(类平抛运动)。
⒐“行星”模型:向心力(各种力).相关物理量、功能问题、数理问题(圆心、半径、临界问题)。
⒑“全过程”模型:匀变速运动的整体性、保守力与耗散力、动量守恒定律、动能定理、全过程整体法。
⒒“人船”模型:动量守恒定律、能量守恒定律、数理问题。
⒓“子弹打木块”模型:三大定律.摩擦生热.临界问题.数理问题.⒔“爆炸”模型:动量守恒定律.能量守恒定律.⒕“单摆”模型:简谐运动.圆周运动中的力和能问题.对称法.图象法.⒖“限流与分压器”模型:电路设计.串并联电路规律及闭合电路的欧姆定律.电能.电功率.实际应用.⒗“电路的动态变化”模型:闭合电路的欧姆定律.判断方法和变压器的三个制约问题.⒘“磁流发电机”模型:平衡与偏转.力和能问题.⒙“回旋加速器”模型:加速模型(力能规律).回旋模型(圆周运动).数理问题.⒚“对称”模型:简谐运动(波动).电场.磁场.光学问题中的对称性.多解性.对称性.⒛电磁场中的单杆模型:棒与电阻.棒与电容.棒与电感.棒与弹簧组合.平面导轨.竖直导轨等,处理角度为力电角度.电学角度.力能角度.21.电磁场中的“双电源”模型:顺接与反接.力学中的三大定律.闭合电路的欧姆定律.电磁感应定律.22.交流电有效值相关模型:图像法.焦耳定律.闭合电路的欧姆定律.能量问题.23.“能级”模型:能级图.跃迁规律.光电效应等光的本质综合问题.24.远距离输电升压降压的变压器模型.。
高中物理力学44个模型
高中物理力学44个模型物理力学是高中物理学习的一个重要组成部分,通过学习力学,我们可以了解物体运动的规律和力的作用。
在学习力学的过程中,模型是非常重要的工具,可以帮助我们更好地理解抽象的物理概念。
下面将介绍高中物理力学中的44个模型,帮助大家深入了解力学知识。
1.质点模型:假设物体的大小可以忽略不计,只考虑物体的质量和位置。
2.运动学模型:研究物体运动的基本规律,包括位移、速度、加速度等。
3.匀速直线运动模型:物体在力的作用下保持匀速直线运动。
4.变速直线运动模型:物体在力的作用下速度不断改变的直线运动。
5.抛体模型:研究物体抛出后在重力作用下的轨迹运动。
6.牛顿第一定律模型:物体静止或匀速直线运动状态保持不变的定律。
7.牛顿第二定律模型:物体的加速度与作用力成正比,与物体质量成反比的定律。
8.牛顿第三定律模型:任何两个物体间的相互作用力大小相等,但方向相反。
9.惯性系模型:描述物体的力学规律需要建立的参考系。
10.非惯性系模型:在非惯性系中描述物体的力学规律需要引入惯性力。
11.作图模型:通过绘制物体受力情况的示意图来帮助分析解题。
12.叠加原理模型:将多个力合成一个合力来简化分析。
13.平衡模型:研究物体所受力使合力为零的情况,包括静平衡和动平衡。
14.弹簧模型:弹簧的伸长或压缩与受力大小成正比的物理模型。
15.胡克定律模型:描述弹簧弹性力与伸长(压缩)长度成正比的定律。
16.重力模型:物体受重力作用下的运动规律,包括自由落体和斜抛运动。
17.动力学模型:研究物体受到的力对其运动状态的影响。
18.动能模型:物体由于运动而具有的能量。
19.势能模型:物体由于位置或形状而具有的能量。
20.机械能守恒模型:封闭系统机械能总量在没有非弹性碰撞的条件下保持不变。
21.动量模型:描述物体运动状态的物理量,是质量与速度的乘积。
22.动量守恒模型:封闭系统内动量总量在无外力作用下保持不变。
23.质心模型:多个物体的质心位置与各物体质量与位置的加权平均值。
高中物理24个模型总结电子版
高中物理24个模型总结电子版在高中物理课程中,模型是理解物理学概念的重要工具。
这些模型帮助学生更好地理解各种物理现象,并且可以帮助他们预测和解释实验结果。
这篇文章将总结高中物理课程中的24个重要模型,帮助读者更好地了解这些概念。
1. 等速直线运动模型在物理学中,等速直线运动是最简单的一种运动情形。
当一个物体在直线上以恒定速度移动时,我们可以使用等速直线运动模型来描述其位置和速度随时间的变化关系。
根据这个模型,物体的位移与其速度成正比,速度大小不变。
2. 自由落体模型自由落体是物理学中常见的一种现象,当物体只受重力作用时,其垂直方向上的运动就可以用自由落体模型来描述。
根据这个模型,物体在自由落体运动中的垂直位移与时间的平方成正比,速度不断增大。
3. 牛顿第一定律模型牛顿第一定律也称为惯性定律,它指出一个物体如果不受外力作用,将保持匀速直线运动或静止状态。
这个模型对于理解物体的运动状态和力的平衡关系非常重要。
4. 牛顿第二定律模型牛顿第二定律是描述物体受力运动的定律,指出物体的加速度与作用在其上的合力成正比。
根据这个模型,可以计算物体的加速度,推断作用力的大小和方向。
5. 牛顿第三定律模型牛顿第三定律也称为作用-反作用定律,它指出任何一个物体向另一个物体施加力时,另一个物体也会向第一个物体施加大小相等、方向相反的力。
这个模型对于理解物体之间的相互作用非常重要。
6. 弹簧振子模型弹簧振子是一种简单的机械振动系统,它由固定在一端的弹簧和一个连接在另一端的物体组成。
根据弹簧振子模型,振子的振动频率与弹簧刚度和振子的质量有关,可以用简谐振动的理论来描述。
7. 阻尼振动模型阻尼振动是指振动系统受到阻尼力的影响,振动幅度逐渐减小的运动。
根据阻尼振动模型,振动系统的振动幅度与振动频率的关系受到阻尼系数的影响,阻尼系数越大,振动幅度减小得越快。
8. 复式电路模型复式电路是由电阻、电感和电容元件组成的电路系统,根据复式电路模型,可以分析交流电路中各种元件之间的相互作用和电流、电压的关系。
108个高中物理模型
108个高中物理模型1. 力的作用点模型:描述力在物体上的作用位置和方向。
2. 弹簧振子模型:描述弹簧的伸缩和振动过程。
3. 摆锤模型:描述摆锤的摆动过程和周期。
4. 斜面滑动模型:描述物体在斜面上的滑动过程和摩擦力的影响。
5. 圆周运动模型:描述物体在圆形轨道上的运动过程和向心力的作用。
6. 万有引力模型:描述两个物体之间的引力作用和距离的关系。
7. 电磁感应模型:描述磁场变化时产生的电动势和电流。
8. 静电场模型:描述带电粒子在静电场中的受力和运动。
9. 电荷分布模型:描述电荷在物体表面的分布和电场强度的关系。
10. 电路模型:描述电流在电路中的流动和电阻、电容等元件的作用。
11. 磁通量模型:描述磁场通过闭合曲面的数量和磁通量密度的关系。
12. 热传导模型:描述热量在物体内部的传递和导热系数的关系。
13. 热辐射模型:描述物体表面辐射出的热量和温度的关系。
14. 气体分子运动模型:描述气体分子的运动状态和温度、压力的关系。
15. 液体静力学模型:描述液体中的压力分布和液体高度的关系。
16. 液体动力学模型:描述液体中的速度分布和黏度的关系。
17. 声波传播模型:描述声波在介质中的传播和速度的关系。
18. 光的传播模型:描述光在介质中的传播和折射、反射等现象。
19. 光的干涉模型:描述两束或多束光的叠加和干涉现象。
20. 光的衍射模型:描述光通过狭缝或小孔时的衍射现象。
21. 光的偏振模型:描述光的振动方向和偏振现象。
22. 光的吸收和散射模型:描述光在物质中的吸收和散射现象。
23. 光电效应模型:描述光子与物质相互作用时产生的电子和能量转移。
24. 原子结构模型:描述原子中电子的能级结构和原子光谱。
25. 核反应模型:描述核子之间的相互作用和核反应过程。
26. 量子力学模型:描述微观粒子的行为和量子态的变化。
27. 相对论模型:描述高速运动物体的时间、长度等物理量的相对性变化。
28. 黑洞模型:描述黑洞的形成和引力场的极端情况。
24个物理模型总结归纳
24个物理模型总结归纳物理模型是指通过建立数学模型或者物理实验来描述和解释物理系统的方法。
在物理学的研究中,各种物理模型被广泛应用于解决各种问题,帮助我们理解和预测自然界中发生的现象和规律。
本文将对24个常见的物理模型进行总结和归纳,以帮助读者更好地理解物理学中的重要概念和原理。
一、质点模型(Particle Model)质点模型是物理学中最简单的模型之一,它将物体简化为一个质点,忽略了物体的大小和形状,仅考虑其位置和质量。
这种模型通常用于研究质点在空间中的运动规律,如自由落体、抛体运动等。
二、弹簧模型(Spring Model)弹簧模型用于描述弹性物体的行为。
它基于胡克定律,即弹簧的伸长或缩短与外力成正比,这种模型被广泛应用于弹簧振子、弹簧劲度系统等物理问题的研究。
三、电路模型(Circuit Model)电路模型用于描述电流和电压在电路中的传递和转换规律。
通过建立电路图和应用基尔霍夫定律、欧姆定律等规律,可以计算电流、电压和阻抗等电路参数,解决各种电路问题。
四、热传导模型(Heat Conduction Model)热传导模型用于描述热量在物体或介质中的传递和分布规律。
它基于热传导方程和傅里叶定律,可以计算热传导过程中的温度变化和热流量等参数,解决热传导问题。
五、光线模型(Ray Optics Model)光线模型用于描述光在直线传播时的规律。
通过光的反射、折射等现象,可以计算光线的传播路径和光的成像特性,解决光学问题,如镜子、透镜等光学器件的成像原理。
六、气体模型(Gas Model)气体模型用于描述气体的状态和行为。
它基于理想气体状态方程和玻意耳定律,可以计算气体的压力、体积和温度等参数,解决气体的扩散、压缩等问题。
七、电磁场模型(Electromagnetic Field Model)电磁场模型用于描述电荷和电流在空间中产生的电场和磁场的分布和相互作用规律。
它基于麦克斯韦方程组,可以计算电荷受力、电流感应等问题,解决电磁场中的电磁现象。
高中物理常见的物理模型
高中物理常见的物理模型在高中物理课程中,我们学习了许多物理模型,这些模型帮助我们理解和描述物理现象,并提供了基础知识,以便我们更深入地学习物理。
下面将介绍几个高中物理常见的物理模型。
牛顿运动定律牛顿运动定律是描述物体运动的三大基础定律之一。
根据牛顿第一定律,物体会维持其原有状态的运动(或静止),除非有力作用于它。
第二定律则描述了物体的加速度(a)与力(F)之间的关系,即F = m × a。
第三定律则描述了两个物体之间的相互作用力,它们的大小相等,方向相反。
牛顿运动定律在许多领域都有广泛的应用,包括机械、天文学和生物学。
能量守恒定律能量守恒定律是指,能量不能被创建或破坏,只能从一种形式转换成另一种形式。
如果在一个系统中,能量从一个形式转换成另一个形式,那么系统中总的能量是保持不变的。
能量守恒定律是许多物理问题的重要依据,包括机械运动、热力学和电磁学问题。
万有引力定律在天文学和物理学中,万有引力定律被用来描述天体间的相互作用。
该定律指出,任何两个物体之间的引力大小与它们的质量有关,与它们的距离平方成反比。
当我们研究星系的运动时,万有引力定律是非常有用的工具。
例如,它可以被用来预测行星的轨道和太阳系中行星和卫星的相对运动。
光学模型我们通常使用光学模型来描述光在介质中传播时的性质,包括折射、反射和干涉。
其中,折射定律描述了光线在介质边界上反射和折射的规律,而干涉定律描述了两束光线相遇时所发生的干涉现象。
光学模型在许多应用中都非常有用,包括在镜片、凸透镜、望远镜和显微镜等设备中的使用。
声学模型声波是指压缩和膨胀的机械波,可以传播在气体、固体和液体中。
声学模型被用来描述声波在空气和其他介质中的传播。
其中,音速与介质的密度和压力有关。
声学模型在许多领域中都有应用,例如在音响设备、工业声波探测和医学超声波成像中使用。
这里介绍了几个高中物理中常见的物理模型,它们广泛应用于各种现实世界的问题中。
学生们需要理解这些模型的原理和应用,以便能够正确地解决各种物理问题。
物理48种解题模型
物理48种解题模型物理学作为自然科学中的一门重要学科,在很多人眼中,都是非常难以理解和掌握的。
但是,只要我们熟练掌握一些基本的解题模型,就能够事半功倍、游刃有余地解决许多看上去很难的物理问题。
接下来,我将为大家介绍48种常见的物理解题模型。
1. 直线运动的加速度模型:一定的力作用于物体上,且物体重力不变,则物体的加速度与受力大小成正比例,与物体的质量成反比例。
2. 圆周运动的加速度模型:半径为r,匀速转动的运动物体,其向心加速度的大小为a=v²/r。
3. 加速度的符号问题:保证在仅受重力、弹力或其他内力作用时,加速度始终沿自定义的正方向。
4. 平衡盘的模型:保证整个平衡盘处于平衡状态,使物体上下平衡的原理,即M1g=M2g。
5. 质心速度的计算模型:物体质心的速度为物体上任意一点的速度和所受的加速度的叠加。
6. 动量守恒的模型:自由物体的总动量在碰撞前后不变,即P1=P2。
7. 动能守恒的模型:自由物体的总动能在碰撞前后不变,即K1=K2。
8. 力的合成与分解的模型:可以将任意的力分解成沿不同方向的力的合成,或者将一个力分解为沿不同方向的力的分量。
9. 泰勒级数的模型:通过将方程进行泰勒级数展开,可以简化常见的物理问题,特别是在计算复杂函数时。
10. 碰撞动能损失的模型:碰撞时,动能不会完全转化为其他形式的能量,存在动能损失。
11. 弹性碰撞的模型:碰撞过程中,物体的动量和动能都被保持,原始的运动方向没有改变。
12. 非弹性碰撞的模型:碰撞过程中,物体的动量被保持,而动能被部分转化为其他形式的能量,如声能,热能等。
13. 刚体的平移运动模型:刚体的平移运动模型是指刚体的物理坐标恒定不变,仅受外部作用力的影响而使质点进行平移运动。
14. 刚体的转动运动模型:刚体的转动运动模型是指刚体在旋转过程中,每个时刻都有一个刚体质心,以及对该质心产生旋转的角速度和角加速度。
15. 刚体的平移动量守恒模型:刚体平移过程中,系统动量在碰撞前后恒定不变,即M1V1+M2V2=M1V1'+M2V2'。
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物理学中常用的的模型一、匀变速直线运动模型二、竖直上抛模型(具有往返的匀减速) 三、平抛运动及类平抛运动模型 四、圆周运动模型 五、天体运动模型 六、简谐运动模型 七、弹簧模型 八、碰撞模型 九、滑块模型 十、皮带传送模型 十一、管道模型 十二、点电荷模型十三、带电粒子在磁场中的典型运动一、匀变速直线运动模型对匀变速直线的规律要非常熟悉,对常用的8个公式一定要清楚每一个公式的适用条件,公式中每一字母的含义以初速度方向为正:以下公式请一定结合示意图来记忆和理解匀加速时,加速度a 取正值。
匀减速时,加速度a 取负值。
at v v t +=0 ① 2021at t v s += ② as v v t 2202=- ③ 22t v v v v t t =+=④2202v v v t s +=⑤ 2at s =∆ ⑥ )12......(5:3:1.....:::321-=n S S S S n ⑦ )23(:)12(:1::321--=t t t ⑧对匀减速的处理还可以看成反方向的匀加速直线运动。
二、竖直上抛及类竖直上抛模型(具有往返的匀减速)对于类竖直上抛运动,根据运动学的特点,可以采用分段法处理,将其分解为上升段和下降段,分别运用匀减速和匀加速直线运动的规律,但这样有时太过繁杂,不利于整体把握物体运动的规律,在整个上抛运动过程中,物体的加速度没有发生变化,其实就可以当作一个匀变速直线运动处理。
以初速度方向为正方向也即以向上的为正,采用匀减速直线运动的公式处理,只是要注意位移和速度的方向。
如:物体从A 点抛,落到B 点的过程 gt v v-=-02021gtt v s -=- t v v s 2)(0-+=-0mv mv mgt --=- 222121mv mv mgS -=初速度为零的匀加速直线运动例1 一个物体物体从距地面25米高处以20m/s 的速度竖直向上抛出,不计空气阻力,求(1)当物体到达抛出点上方15 m 处时的速度。
(s m /10±) (2)物体从抛出到落地需要多少时间?(5s)例2 一个物体放在光滑水平面上,某时刻起受到一个水平向左的恒力F 1的作用,从静止开始运动,经过一段时间后速度为V ,此时撤去F 1,同时又受到一个水平向右的恒力F 2,经过同样的时间后,物体回到了出发点,求物体回到出发点时的速度和F 1、F 2的关系。
(答案:2v F 2=3F 1)三、平抛运动及类平抛运动模型平抛运动及类平抛运动是曲线运动中的一个非常典型的问题,带电粒子在电场中的偏转就属于这类问题,对这类问题的处理,通常要注意运动的分解,要清楚每一方向的分运动所遵循的规律平抛的运动的一个重要特点: 中点性质(两层含义)1、平抛运动中经过某一点时的速度方向的反向延长线一定交于这段水平位移的中点。
2、速度角与位移角的关系来:αθtan 2tan =证明过程:0tan v gtv v y ==θ tv gt x y 0221tan ==α所以:αθtan 2tan =例3 如图所示,从倾角为α的足够长的斜面顶端,先后以不同的初速度水平向右抛出相同的两只小球,那么:a) 两球落地斜面上历时相同 b)两球落到斜面上的位置相同 c)两球落到斜面上时速度大小相同 d)两球落到斜面上时速度方向相同 (答案:D)例4 如图所示,以一定初速度作平抛运动的物体,在P 点时,其速度方向与水平方向成300,在Q 点时其速度方向与水平方向成600,已知物体从P 点至Q 点用时1s ,g=10m/s 2,求:物体作平抛运动的初速度及从抛出点运动到Q 点的时间。
(答案:s m /35,1.5s )分析:例5 图所示,质量为m ,电荷量为q 的带电粒子,以某一初速度从左端水平向右射入两带等量异种电荷的水平平行金属板之间,恰好能沿其中线匀速穿过。
两金属板的板长为L ,板间距离为d 。
若将两板所带电量都增大到原来的2倍,让该带电粒子仍以同样的初速度从同一位置射入,微粒将打在某一极板上,则该微粒从射入到打在极板上所需的时间为:A 、gd2 B 、g d C 、g d 2 D 、g d 4 (答案:B)例6如图所示,有一方向水平向右的匀强电场,一个质量为m ,带电量为+q 的小球以初速度V 0从a 点竖直向上射入电场中,小球通过电场中b 点时速度大小为2 V 0,方向与电场方向一致,求a 、b 两点间的电势差。
(答案:q mv 202)例7如图所示,C 为一水平放置的平行板电 容器,虚线到两极板距离相等且通过竖直放置的荧光屏中心,极板长为L =8cm ,板间距离为d=1cm ,右端到荧光屏距离为s=20cm ,荧光屏直径为D =5cm 。
有一束电子经过加速电场后,以eV E 20106.9⨯=的动能连续不断地沿中线向右射入两平行板之间。
已知电子电量为c e 19106.1-⨯=.。
要使电子都能打在荧光屏上,则两极板的电压U AB 应满足什么条件?(示波管模型)(答案:V U v AB 2525-≥≥,注意相似形的应用)四、圆周运动模型处理圆周运动的关键都在于确定圆周运动的圆心和确定向心力的来源。
两种模型:(一)、无支撑的模型(轻绳、内轨等)图1为用一轻绳系一小球在竖直平面内做圆周运动 图2为一小球在光滑的竖直轨道内滑动临界条件:在最高点时重力刚好充当向心力。
rv m mg 20= gr v =0过最高点的条件:到最高点时的速度gr v v =≥0,此时绳对小球有拉力作用。
2b a E V图1 图2(二)、有支撑的模型(轻杆、轨道、管道等)图3为一轻杆,一端固定一小球,使它在竖直平面绕另一端做圆周运动。
图4为一小球穿在一光滑的竖直圆环上,做竖直平面内做圆周运动。
图5为一小球在一竖直平面内光滑的管道中运动。
设过最高点的速度为v(1)过最高点的条件:只要到最高点的速度不为零。
(2)当gr v =,杆与小球无相互作用力。
分界速度:杆上被拉还是被压的分界速度rvm mg 20=(3)在最高点时,当gr v >,杆对小球有拉力(同绳子模型) rv m mg T 2=+ (4)在最高点时,当o v gr >>,杆对小球有支持力。
rvm N mg 20=-(三)复合场中的等效模型:(1)叠加有竖直方向的匀强电场:如图所示,有竖直向下的匀强电场E如果小球带正电:临界速度时在最高点受力如图所示:则小球在最高点的速度最小,且满足:rv m qE mg 2=+如果小球带负电,则临界速度时受力为:则最小速度可能出现在:如mg qE <:则最高点速度最小,且满足 r v m qE mg 20=-如mg qE >:则最低点速度最小,且满足: r vm mg qE 20=-(2)叠加水平方向的匀加电场:处理方法:可将电场力和重力等效为一个恒力F 。
最低点(平衡位置):绳的连线与力F 在一条直线上的位置。
运动中速度最小的位置在平衡位置的对称点上。
最小速度为:rv m F 20=图3 图4 图5 NEqE E qm F例9 在方向水平的匀强电场中,一不可伸长的绝缘细线一端连着一个质量为m 、电量为+q 的带电小球,另一端固定于O 点.将小球拉起直至细线与场强平行,然后无初速释放,则小球沿圆弧做往复运动.已知小球摆到最低点的另一侧时,线与竖直方向的最大夹角为θ=300(如图所示).求:(1)匀强电场的场强.(2)小球经过最低点时细线对小球的拉力.(3)在最初释放时,应给小球一个多大的向下初速度,才能使小球在竖直平面内完成圆周运动。
(4)小球在何处对绳的拉力最大,在上问条件下,最大拉力是多少?例10 如图所示,一摆长为L 的摆,摆球质量为m ,带电量为-q ,如果在悬点A 处固定一正点电荷q ,要使摆球能在竖直平面内做完整的圆周运动,则摆球在最低点的速度的最小值应为多少?(答案:mlkq gl 35+)(四)带电粒子在匀强磁场中的运动关键:一找圆心,二找半径,三找圆心角 特点:(1)速度的偏向角等于所对应圆弧的圆心角(2)对于一个有直线边界的磁场,粒子进入这个磁场和出这个磁场时,速度方和与边界的夹角相同。
(3)对于一个圆形区域的磁场,粒子如果以速度v 向着圆心进入,则离开磁场时的速度方向延长线一定也通过圆心。
注意圆心应该有几个特点:(1)圆心一定在两速度的垂线的交点上(2)圆心一定在任意一条条弦的垂直平分线上 (3)圆心一定在任意两条切线的夹角的角平分线上10题图A × × ×× × ×× × × × × ×× × × × × × × × × × ×× × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × ×× × × × × × × × β β α α αβ2=例11 如图40-5所示,长为L 水平极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B ,板间距离也为L ,极板不带电,现有质量为m 、电量为q 的带正电的粒子(不计重力),从左边极板间中点处垂直于磁感线以速度v 水平射入磁场,欲使粒子不打在极板上,可采用的办法是:A .使粒子的速度m BqLv 4< B .使粒子的速度mBqLv 45> C .使粒子的速度mBqLv 4> D .使粒子的速度mBqL v m BqL 454<<例12 如图所示,半径R=10cm 圆形区或边界跟y 轴相切于坐标系原点O ,磁感应强度B=0.332T ,方向垂直于纸面向里,在0处有一放射源S ,可沿纸面向各个方向射出速率均为s m v /102.36⨯=的α粒子,已知α粒子的质量kg m 271064.6-⨯=,电量C q 19102.32-⨯=。
(1)画出α粒子通过磁场空间做圆周运动的圆心的轨迹。
(2)求出α粒子通过磁场空间的最大偏转角θ。
(3)再以过O 点并垂直纸面的直线为轴旋转磁场区或,能使穿过磁场区或且偏转角最大的α粒子射到正方向的y 轴上,则圆形磁场的直径OA 到少应转过多大的角度β。