高中物理变加速模型
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。
高考物理:高中物理大题解题模型公式汇总!
高考物理:高中物理大题解题模型公式汇总!
一、匀变速直线运动
二、共点力平衡
三、牛顿运动定律
1.斜面模型
2.板块模型
3.传送带模型
四、曲线运动
ω增大,F增大。
五、天体运动
1.相关物理量的关系图
2.变轨模型
六、碰撞和动量守恒
1.弹性正碰
满足动量守恒定律和机械能守恒定律
解得:
2.冲击摆
七、带电粒子在电场中的运动
1.加速+偏转模型
电加速:
电偏转:
水平方向:
竖直方向:
偏转角:
荧光屏上的偏移量:
2.电场+重力场的叠加场
▲图中qE=mg,则θ=45°
八、带电粒子在磁场中的运动
1.找圆心、求半径、算时间
物理方程:
几何关系:
速度偏向角:
▲算时间:
2.磁聚焦“透镜”
磁场圆半径与轨迹圆半径相等,即
2.有效切割长度
▲三种情况中有效切割长度均为d 3.电磁感应中的杆+导轨模型
运动过程中:
先做a减小的加速运动,后做匀速:
十、理想变压器
十一、原子物理
1.光电效应
2.氢原子能级。
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。
高中物理模型大全
高中物理模型大全引言在高中物理学习中,模型是我们理解和解释自然现象的重要工具。
通过建立模型,我们可以更好地理解物理规律和现象,并预测未知情况下的结果。
本文将介绍一些高中物理学习中常用的模型,帮助同学们更好地掌握物理知识。
1.简谐振动模型简谐振动模型是描述振动现象的重要模型。
在简谐振动模型中,假设振动系统回复力与位移成正比,且方向相反。
例如弹簧振子、摆钟等都可以使用简谐振动模型进行分析和计算。
2.牛顿第二定律模型牛顿第二定律模型是描述物体运动的基本模型。
根据牛顿第二定律,物体的加速度与受到的合外力成正比,与物体的质量成反比。
这个模型被广泛应用于解决各种运动问题,如自由落体、斜抛运动等。
3.热传导模型热传导模型是描述热传导现象的模型。
在热传导模型中,假设热量从高温物体传递到低温物体,传递速率与温度差成正比,与材料的热导率和截面积成反比。
这个模型可以用于解释热传导过程和计算热传导速率。
4.光的折射模型光的折射模型是描述光线在介质中传播时发生折射现象的模型。
根据斯涅尔定律,入射角、折射角和介质折射率之间存在一定的关系。
这个模型被应用于解决各种光学问题,如光的折射、全反射等。
5.电路模型电路模型是描述电流和电压分布的模型。
通过欧姆定律、基尔霍夫定律等原理,我们可以建立电路模型来分析电路中的电流和电压变化。
这个模型被广泛应用于解决电路中的各种问题,如串联电路、并联电路等。
6.引力模型引力模型是描述物体之间引力相互作用的模型。
根据万有引力定律,两个物体之间的引力与它们的质量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
这个模型可以用于解释行星运动、地球引力等现象。
7.声音传播模型声音传播模型是描述声音在介质中传播的模型。
根据声波传播原理,声音的传播速度与介质的性质有关,一般来说,声速在固体中最大,在气体中最小。
这个模型可以应用于解释声音的传播和计算声音的传播速度。
8.磁场模型磁场模型是描述磁场分布和磁力作用的模型。
通过安培环路定理和洛伦兹力定律,我们可以建立磁场模型来分析磁场中的磁感应强度和磁力变化。
高中物理48个解题模型
高中物理48个解题模型1. 牛顿第一定律:物体静止或匀速直线运动的模型2. 牛顿第二定律:力与加速度的关系模型3. 牛顿第三定律:作用力与反作用力相等的模型4. 动量守恒定律:动量守恒的模型5. 能量守恒定律:能量守恒的模型6. 弹性碰撞:弹性碰撞的模型7. 不完全弹性碰撞:不完全弹性碰撞的模型8. 重力:重力的模型9. 力的合成与分解:力的合成与分解的模型10. 位移、速度和加速度的关系:位移、速度和加速度的模型11. 滑动摩擦力:滑动摩擦力的模型12. 静摩擦力:静摩擦力的模型13. 飞行物体的运动:飞行物体的运动的模型14. 自由落体运动:自由落体运动的模型15. 匀加速直线运动:匀加速直线运动的模型16. 匀变速直线运动:匀变速直线运动的模型17. 圆周运动:圆周运动的模型18. 谐振运动:谐振运动的模型19. 电场:电场的模型20. 磁场:磁场的模型21. 电流:电流的模型22. 电阻:电阻的模型23. 电势差:电势差的模型24. 电场强度:电场强度的模型25. 磁感应强度:磁感应强度的模型26. 波的传播:波的传播的模型27. 声音的传播:声音的传播的模型28. 光的传播:光的传播的模型29. 光的折射:光的折射的模型30. 光的反射:光的反射的模型31. 镜子和透镜:镜子和透镜的模型32. 光的干涉:光的干涉的模型33. 光的衍射:光的衍射的模型34. 感应电动势:感应电动势的模型35. 恒定电流的磁场:恒定电流的磁场的模型36. 磁感应强度的方向:磁感应强度的方向的模型37. 磁场中带电粒子的运动:磁场中带电粒子的运动的模型38. 双光栅实验:双光栅实验的模型39. 天体运动:天体运动的模型40. 物体运动的分析:物体运动的分析的模型41. 土星环的形成:土星环的形成的模型42. 阻力的大小:阻力的大小的模型43. 万有引力:万有引力的模型44. 静电场:静电场的模型45. 静磁场:静磁场的模型46. 电磁感应:电磁感应的模型47. 电磁波:电磁波的模型48. 热力学:热力学的模型。
高中物理24个经典模型
高中物理24个经典模型高中物理领域有许多经典模型,这些模型帮助我们更好地理解和解释自然界中各种现象和规律。
以下是高中物理中的24个经典模型。
1.质点模型:物理中最简单的模型之一,将物体简化为一个几乎没有大小的点,用于研究物体的运动和力学性质。
2.弹簧模型:用来研究弹簧和弹性体的力学性质,它可以模拟很多弹性形变的现象。
3.质点弹簧模型:结合了质点和弹簧模型,用于研究弹簧振动和简谐振动的性质。
4.轨迹模型:用来描述运动物体的路径,常用的轨迹有直线运动、圆周运动、抛物线运动等。
5.平衡模型:用来研究物体处于平衡状态时的力学性质,如平衡条件、平衡位置等。
6.载体模型:用来研究物体在载体上的运动,常用的载体有斜面、轨道、绳子等。
7.力模型:用来描述物体受到的力,包括重力、摩擦力、弹力、拉力等。
8.力矩模型:用来研究物体围绕固定点转动的性质,描述物体受到的力矩和力矩平衡条件。
9.阻力模型:用来研究物体在流体中运动时受到的阻力,如空气阻力、水阻力等。
10.平衡力模型:用来描述物体受到多个力的作用时达到平衡的条件,如平衡力的合成和分解。
11.载荷模型:用来研究物体受到外力作用时的变形和应力分布,如悬链线、横梁等。
12.动力模型:用来研究物体的运动和力学性质,描述物体的动量和动量守恒定律。
13.动能模型:用来描述物体的能量和能量转化规律,包括动能和动能守恒定律。
14.位能模型:用来描述物体的势能和势能转化规律,包括重力势能、弹性势能等。
15.电路模型:用来研究电流、电压和电阻在电路中的分布和变化规律,如串联电路、并联电路等。
16.磁场模型:用来描述磁场和磁力在磁场中的分布和变化规律,如磁场线、磁感应强度等。
17.光学模型:用来研究光的传播、反射、折射、干涉等光学现象,如几何光学模型、波动光学模型等。
18.波动模型:用来研究波的传播和波动性质,包括机械波、电磁波等。
19.音响模型:用来研究声音的传播和声音的特性,如声音的频率、波长、音强等。
专题01 高中物理几种匀变速直线运动模型(解析版)
专题01几种匀变速直线运动模型1.[模型导航]【模型一】刹车模型1【模型二】“0-v-0”运动模型2【模型三】反应时间与限速模型61.先匀速,后减速运动模型--反应时间问题82.先加速后匀速运动模型--限速问题83.先加速后匀速在减速运动模型--最短时间问题9【模型四】双向可逆类运动模型10【模型五】等位移折返模型13【模型六】等时间折返模型152.[模型分析]【模型一】刹车模型【概述】指匀减速到速度为零后即停止运动,加速度a突然消失,求解时要注意确定其实际运动时间【模型要点】(1)刹车问题在实际生活中,汽车刹车停止后,不会做反向加速运动,而是保持静止。
(2)题目给出的时间比刹车时间长还是短?若比刹车时间长,汽车速度为零.若比刹车时间短,可利用公式v= v0+at直接计算,因此解题前先求出刹车时间t0。
(3)刹车时间t0的求法.由v=v0+at,令v=0,求出t0便为刹车时间,即t0=-v0 a。
(4)比较t与t0,若t≥t0,则v=0;若t<t0,则v=v0+at。
(5)若t≥t0,则v=0,车已经停止,求刹车距离的方法有三种:①根据位移公式x=v0t+12at2,注意式中t只能取t;②根据速度位移公式-v20=2ax;③根据平均速度位移公式x=v0 2t.1据了解,CR300AF型复兴号动车组是拥有完全自主国产研发的中国标准动车组体系中的新车型。
该车型设计时速为300千米每小时,外观呈淡蓝色,运行平稳舒适、乘坐环境宽敞明亮、列车噪音低、振动小,除此之外复兴号动车组全车覆盖免费wifi,且每两个座椅有一个插座。
假设一列复兴号动车进站时从某时刻起做匀减速直线运动,分别用时3s、2s、1s连续通过三段位移后停下,则这三段位移的平均速度之比是()A.9:4:1B.27:8:1C.5:3:1D.3:2:1【解答】解:可将动车减速过程看作初速度为0的加速过程,根据匀变速直线运动规律可知最后3s、2s、1s连续通过三段位移的比为27:8:1,根据平均速度的计算公式v =x t,可知这三段位移的平均速度之比是9:4:1,故A正确,BCD错误;故选:A。
高中物理运动学加速度求解题常见模型及方法
高中物理运动学加速度求解题常见模型及方法引言:运动学是物理学的一个重要分支,研究物体的运动和运动规律。
在运动学中,加速度是一个关键概念,它描述了物体运动速度变化的快慢。
解决加速度相关问题需要理解常见的模型和方法。
本文将介绍高中物理中常见的加速度求解题的模型和方法。
一、直线运动加速度的求解模型及方法1. 匀加速直线运动:- 模型:匀加速直线运动的速度随时间的变化呈线性关系。
- 方法:根据速度随时间变化的关系,可以利用速度-时间图或速度-时间表求解加速度。
2. 自由落体运动:- 模型:自由落体运动是指只受重力作用的物体从静止位置开始下落的运动。
- 方法:可以利用重力加速度g来求解自由落体运动的加速度。
自由落体运动的加速度始终等于重力加速度g。
二、曲线运动加速度的求解模型及方法1. 简谐振动:- 模型:简谐振动描述了物体在一个约束力作用下沿一个路径往复运动的情况。
- 方法:可以利用力学模型来求解简谐振动的加速度,如弹簧振子的加速度可以通过Hooke定律和牛顿第二定律求解。
2. 圆周运动:- 模型:圆周运动是指物体在一个圆周轨迹上运动的情况。
- 方法:可以利用向心加速度来求解圆周运动的加速度,向心加速度的大小等于速度的平方除以半径。
结论:高中物理中,加速度求解问题常见的模型和方法包括匀加速直线运动、自由落体运动、简谐振动和圆周运动。
通过理解这些模型和方法,可以更好地解决与加速度相关的问题。
参考文献:[1] 高中物理课程标准. 人民教育出版社,2003.[2] 黄志伟, 李明. 高中物理实验教程. 人民教育出版社,2008.。
高中物理经典解题模型归纳
高中物理经典解题模型归纳高中物理24个经典模型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.23、"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.24、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.高中物理11种基本模型题型1:直线运动问题题型概述:直线运动问题是高考的热点,可以单独考查,也可以与其他知识综合考查。
高中物理运动学模型
高中物理运动学模型各类运动的整合,如直线运动之间整合,曲线运动与直线运动整合等,不管如何整合,我们都可以看到共性的东西,就是围绕着运动的同时性、独立性而进行。
一、两种直线运动模型匀速直线运动:两种方法(公式法与图象法)匀变速直线运动:,几个推论、比值、两个中点速度和一个v-t图象。
特例1:自由落体运动为初速度为0的匀加速直线运动,a=g;机械能守恒。
特例2:竖直上抛运动为有一个竖直向上的初速度v0;运动过程中只受重力作用,加速度为竖直向下的重力加速度g。
特点:时间对称()、速率对称();机械能守恒。
二、两种曲线运动模型平抛运动:水平匀速、竖直方向自由落体匀速圆周运动:模型讲解一、匀速直线运动与匀速直线运动组合例1.一路灯距地面的高度为h,身高为的人以速度v匀速行走,如图1所示。
(1)试证明人的头顶的影子作匀速运动;(2)求人影的长度随时间的变化率。
图1解法1:(1)设t=0时刻,人位于路灯的正下方O处,在时刻t,人走到S处,根据题意有OS=vt,过路灯P和人头顶的直线与地面的交点M为t时刻人头顶影子的位置,如图2所示。
OM为人头顶影子到O点的距离。
图2由几何关系,有联立解得因OM与时间t成正比,故人头顶的影子作匀速运动。
(2)由图2可知,在时刻t,人影的长度为SM,由几何关系,有SM=OM-OS,由以上各式得可见影长SM与时间t成正比,所以影长随时间的变化率。
解法2:本题也可采用“微元法”。
设某一时间人经过AB 处,再经过一微小过程,则人由AB到达A’B’,人影顶端C点到达C’点,由于则人影顶端的移动速度:图3可见与所取时间的长短无关,所以人影的顶端C点做匀速直线运动。
本题由生活中的影子设景,以光的直进与人匀速运动整合立意。
解题的核心是利用时空将两种运动组合,破题的难点是如何借助示意图将动态过程静态化,运用几何知识解答。
二、匀速直线运动与匀速圆周运动组合例2.一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动,在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝。
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。
高中物理常见十种模型
a2=g(sin θ-μcos θ)=2 m/s2, x2=L-x1=5.25 m,
(2 分) (1 分)
x2=v0t2+12a2t22,
(2 分)
得 t2=0.5 s,(2 分) 则煤块从 A 到 B 的时间为 t=t1+t2=1.5 s.(1 分)
甲
乙
(2)第一过程痕迹长 Δx1=v0t1-12a1t21=5 m,(2 分)
物理模型——传送带模型中的动力学问题 1.模型特征 一个物体以速度v0(v0≥0)在另一个匀速运动的物体上开始运动 的力学系统可看做“传送带”模型,如图甲、乙、丙所示.
2.建模指导 传送带模型问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题. (1)水平传送带问题:求解的关键在于对物体所受的摩擦力进 行正确的分析判断.根据物体与传送带的相对速度方向判断 摩擦力方向.两者速度相等是摩擦力突变的临界条件. (2)倾斜传送带问题:求解的关键在于认真分析物体与传送带 的相对运动情况,从而确定其是否受到滑动摩擦力作用.如 果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向,然后根 据物体的受力情况确定物体的运动情况.当物体速度与传送 带速度相等时,物体所受的摩擦力有可能发生突变.
物理模型——两种运动的合成与分解实例 一、小船渡河模型 1.模型特点 两个分运动和合运动都是匀速直线运动,其中一个分运动的 速度大小、方向都不变,另一分运动的速度大小不变,研究 其速度方向不同时对合运动的影响.这样的运动系统可看做 小船渡河模型.
2.模型分析 (1)船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合运动. (2)三种速度:v1(船在静水中的速度)、v2(水流速度)、v(船的实际 速度). (3)两个极值
[审题点睛] (1)判断两者之间是否发生滑动,要比较两者之 间的摩擦力与最大静摩擦力的关系,若f<fm,则不滑动,反 之则发生滑动. (2)两者发生相对滑动时,两者运动的位移都是对地的,注意 找位移与板长的关系.
高中物理基础知识总结18几种典型的运动模型
高中物理基础知识总结18几种典型的运动模型-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN高考物理知识点总结18几种典型的运动模型:追及和碰撞、平抛、竖直上抛、匀速圆周运动等及类似的运动两个基本公式(规律): V t = V 0 + a t S = v o t +12a t 2及几个重要推论: (1) 推论:V t 2 -V 02 = 2as (匀加速直线运动:a 为正值 匀减速直线运动:a 为正值) (2) A B 段中间时刻的即时速度: V t/ 2 =V V t 02+=st(若为匀变速运动)等于这段的平均速度 (3) AB 段位移中点的即时速度: V s/2 =v v o t222+V t/ 2 =V =V V t 02+=s t=T S S NN 21++= V N ≤ V s/2 = v v o t 222+匀速:V t/2 =V s/2 ; 匀加速或匀减速直线运动:V t/2 <V s/2(4) S 第t 秒 = S t -S (t-1)= (v o t +12a t 2) -[v o ( t -1) +12a (t -1)2]= V 0 + a (t -12) (5) 初速为零的匀加速直线运动规律①在1s 末 、2s 末、3s 末……ns 末的速度比为1:2:3……n ; ②在1s 、2s 、3s ……ns 内的位移之比为12:22:32……n 2;③在第1s 内、第 2s 内、第3s 内……第ns 内的位移之比为1:3:5……(2n-1); ④从静止开始通过连续相等位移所用时间之比为1:()21-:32-)……(n n --1)⑤通过连续相等位移末速度比为1:2:3……n(6)匀减速直线运动至停可等效认为反方向初速为零的匀加速直线运动.(先考虑减速至停的时间).“刹车陷井”实验规律:(7) 通过打点计时器在纸带上打点(或频闪照像法记录在底片上)来研究物体的运动规律:此方法称留迹法。
高中物理100个模型详解(一)
高中物理100个模型详解(一)高中物理100个模型1. 引言高中物理是一门理论与实践相结合的学科,其中的物理模型是理解和应用物理概念的重要工具。
本文将介绍高中物理中的100个模型,涵盖了光学、力学、热学、电磁学等多个领域。
光学模型1.光的直线传播模型:光在均匀介质中沿直线传播。
2.光的反射模型:光在平滑表面上遵循入射角等于反射角的规律。
3.光的折射模型:光从一种介质传播到另一种介质时会发生折射。
4.光的色散模型:不同频率的光在介质中传播速度不同,导致折射角发生变化。
5.光的干涉模型:两束同频率相干光叠加时会出现干涉条纹。
力学模型1.牛顿第一定律模型:物体在无外力作用下保持静止或匀速直线运动。
2.牛顿第二定律模型:物体的加速度与作用于它的合力成正比,与物体质量成反比。
3.弹簧振子模型:弹簧的振动可以用简谐振动模型描述。
4.滑动摩擦力模型:物体在表面上滑动时受到的摩擦力与物体质量和表面摩擦系数成正比。
5.空气阻力模型:物体在空气中运动时受到的阻力与运动速度成正比。
热学模型1.热传导模型:热量从高温区域传递到低温区域。
2.热辐射模型:热能通过辐射传递。
3.理想气体状态方程模型:PV=nRT,描述了理想气体的状态。
4.内能变化模型:物体的内能改变等于吸收或释放的热量与对外做功的和。
5.相变模型:物质在不同温度下的相变过程。
电磁学模型1.电场模型:电荷在空间中产生电场。
2.磁场模型:电流在空间中产生磁场。
3.感生电动势模型:磁场的变化可以引起电动势的感应。
4.电阻模型:电流通过导体时会产生电阻,导致电能转化为热能。
5.麦克斯韦电磁场方程模型:描述了电磁场的生成和传播规律。
结论物理模型在高中物理学习中起到了重要的作用,帮助学生更好地理解和应用物理概念。
本文介绍了一百个高中物理模型,涵盖了光学、力学、热学、电磁学等多个领域的内容。
这些模型不仅仅是理论的工具,同时也是实践中验证和应用物理知识的基础。
希望这些模型能够帮助读者更好地学习和理解高中物理知识。
高中物理四大经典力学模型完全解析
四大经典力学模型完全解析一、斜面问题模型1.自由释放的滑块能在斜面上(如下图所示)匀速下滑时,m与M之间的动摩擦因数μ=g tanθ.2.自由释放的滑块在斜面上(如上图所示):(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(如下图所示)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(如下图所示):(1)向下的加速度a=g sinθ时,悬绳稳定时将垂直于斜面;(2)向下的加速度a>g sinθ时,悬绳稳定时将偏离垂直方向向上;(3)向下的加速度a<g sinθ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(如下图所示):(1)落到斜面上的时间t=2v0tanθg;(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;6.如下图所示,当整体有向右的加速度a=g tanθ时,m能在斜面上保持相对静止。
例1在倾角为θ的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小相同的匀强磁场,其方向一个垂直于斜面向上,一个垂直于斜面向下(如下图所示),它们的宽度均为L.一个质量为m、边长也为L的正方形线框以速度v进入上部磁场时,恰好做匀速运动。
(1)当ab边刚越过边界ff′时,线框的加速度为多大,方向如何?(2)当ab边到达gg′与ff′的正中间位置时,线框又恰好做匀速运动,则线框从开始进入上部磁场到ab边到达gg′与ff′的正中间位置的过程中,线框中产生的焦耳热为多少?(线框的ab边在运动过程中始终与磁场边界平行,不计摩擦阻力)【点评】导线在恒力作用下做切割磁感线运动是高中物理中一类常见题型,需要熟练掌握各种情况下求平衡速度的方法。
高中生物常见的物理模型
高中生物常见的物理模型1. 细胞模型:细胞是生物体的基本单位,因此理解其结构和功能非常重要。
细胞模型可以帮助学生了解细胞内部的结构和功能,例如细胞膜、细胞质和细胞核等。
通过观察细胞模型,学生可以更好地理解细胞如何进行物质交换、能量转换和信息传递等过程。
2. DNA双螺旋模型:DNA是生物体的遗传物质,其结构是一个双螺旋。
这个模型展示了DNA分子的结构和功能,帮助学生理解基因信息是如何储存在DNA分子中并传递给后代的。
通过观察DNA 双螺旋模型,学生可以更好地理解DNA复制、突变和重组等过程。
3. 酶活性模型:酶是一种生物催化剂,可以加速化学反应的速率。
酶活性模型可以帮助学生了解酶如何加速化学反应,例如通过降低反应的能量阈值来实现。
通过观察酶活性模型,学生可以更好地理解酶的作用机制和生物学意义。
4. 神经元模型:神经元是生物神经系统的基础单元,负责传递和处理信息。
神经元模型可以帮助学生了解神经元的结构和功能,例如神经元的膜电位、突触和神经递质等。
通过观察神经元模型,学生可以更好地理解神经信号的传递和处理过程。
5. 免疫系统模型:免疫系统是生物体防御外来入侵者的系统,包括抗体、淋巴细胞和巨噬细胞等。
免疫系统模型可以帮助学生了解免疫系统的结构和功能,例如免疫细胞的激活、增殖和分化等。
通过观察免疫系统模型,学生可以更好地理解免疫应答和免疫调节的过程。
6. 循环系统模型:循环系统是生物体输送氧气和营养物质以及回收废物的主要途径。
循环系统模型可以帮助学生了解循环系统的结构和功能,例如心脏、血管和血液等。
通过观察循环系统模型,学生可以更好地理解血液循环的过程和作用。
7. 光合作用模型:光合作用是植物制造有机物和释放氧气的过程。
光合作用模型可以帮助学生了解光合作用的机制和过程,例如叶绿体的结构和功能、二氧化碳的固定和还原等。
通过观察光合作用模型,学生可以更好地理解光合作用对植物生长和生态系统的重要性。
8. 发酵模型:发酵是一种利用微生物进行有机物分解的过程。
高中物理模型归纳整理总结
高中物理模型归纳整理总结物理作为一门自然科学,通过建立模型来描述和解释自然界中各种现象和规律。
在高中物理学习过程中,我们学习了各种不同类型的物理模型,这些模型帮助我们更好地理解和应用物理知识。
本文将对高中物理学习过程中的一些常见的物理模型进行归纳整理和总结。
1. 质点模型质点模型是最基本的物理模型之一,用来描述物体的简单运动。
在质点模型中,物体被视为一个质点,忽略了物体的体积和形状。
质点模型常用于描述运动学问题,例如直线运动、曲线运动等。
2. 弹簧模型弹簧模型用来描述弹性体的性质和变形规律。
在物体受到力的作用下,会发生形变,而弹簧模型可以帮助我们定量地描述物体的形变和恢复力。
弹簧模型在弹簧振动、弹性碰撞等问题中有广泛应用。
3. 运动学模型运动学模型用来描述物体的运动规律,不考虑物体受到的力的作用。
运动学模型通过建立运动方程,可以精确描述物体的位置、速度和加速度的变化。
常见的运动学模型包括匀速直线运动、匀加速直线运动、圆周运动等。
4. 动力学模型动力学模型用来描述物体的运动规律,考虑物体受到的力的作用。
动力学模型通过牛顿定律和其它运动定律,可以分析物体受力情况下的运动情况。
常见的动力学模型包括斜面运动、摩擦力、弹力等。
5. 光学模型光学模型用来描述光的传播和反射、折射等现象。
光学模型根据光的波动性和粒子性,可以通过几何光学和物理光学建立不同的模型。
常见的光学模型包括平面镜成像、球面镜成像、光的干涉和衍射等。
6. 电路模型电路模型用来描述电流、电压和电阻等电学量之间的关系。
电路模型通过欧姆定律和基尔霍夫定律等,可以分析电路中的电流分布、电压分布和电阻等。
常见的电路模型包括串联电路、并联电路、电阻网络等。
7. 磁学模型磁学模型用来描述磁场和磁力的作用规律。
磁学模型通过安培定律和洛伦兹力等,可以分析磁场中导体受到的力和磁力线的分布。
常见的磁学模型包括电磁感应、电磁铁、电动机等。
8. 热学模型热学模型用来描述物体的温度和热能的传递规律。
高中物理68个解题模型
高中物理68个解题模型物理作为一门自然科学,研究的是物质和能量之间的相互关系。
在高中物理学习中,解题是一个重要的环节。
为了帮助同学们更好地掌握物理知识,提高解题能力,本文将介绍高中物理中常见的68个解题模型。
一、力学部分1. 牛顿第一定律模型:物体静止或匀速直线运动时,合外力为零。
2. 牛顿第二定律模型:物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比,与物体的质量成反比。
3. 牛顿第三定律模型:任何两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
4. 重力模型:物体受到的重力与物体的质量成正比。
5. 弹簧模型:弹簧的伸长或缩短与外力的大小成正比。
6. 摩擦力模型:物体受到的摩擦力与物体受到的压力成正比。
7. 斜面模型:物体在斜面上滑动时,重力分解为平行于斜面的分力和垂直于斜面的分力。
8. 动量守恒模型:在没有外力作用下,物体的总动量保持不变。
9. 能量守恒模型:在一个封闭系统中,能量的总量保持不变。
二、热学部分10. 热传导模型:热量从高温物体传递到低温物体。
11. 热膨胀模型:物体受热后会膨胀,受冷后会收缩。
12. 热平衡模型:两个物体处于热平衡时,它们的温度相等。
13. 热容模型:物体吸收或释放的热量与物体的质量和温度变化成正比。
14. 理想气体状态方程模型:PV = nRT,描述了理想气体的状态。
15. 热力学第一定律模型:热量的增加等于物体内能的增加与对外做功的总和。
三、光学部分16. 光的直线传播模型:光在均匀介质中直线传播。
17. 光的反射模型:光线与平面镜或曲面镜相交时,遵循入射角等于反射角的规律。
18. 光的折射模型:光线从一种介质射入另一种介质时,遵循折射定律。
19. 光的色散模型:光在经过棱镜等介质时,会发生色散现象。
20. 光的干涉模型:两束相干光叠加时,会出现干涉现象。
21. 光的衍射模型:光通过狭缝或物体边缘时,会发生衍射现象。
22. 光的偏振模型:光的振动方向只在一个平面上。
四、电学部分23. 电流模型:电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量。
高中物理常见的物理模型
高中物理常见的物理模型物理模型在物理学习过程中起着重要的作用,能够帮助我们理解和解释各种物理现象。
下面列举了一些高中物理中常见的物理模型。
1. 质点模型质点模型是物理学中最简单的模型之一,假设物体可以看作没有大小和形状的点。
这种模型适用于研究物体的运动,特别是在分析宏观物体的受力和加速度时,可以将它们视为单个质点。
2. 线性模型线性模型用于描述与物体运动相关的力和加速度的关系。
根据牛顿第二定律,物体的加速度与作用在其上的合外力成正比。
这种模型适用于直线运动、平衡力和简单机械的分析。
3. 摩擦模型摩擦模型用于研究物体之间的摩擦力。
在实际情况中,摩擦力通常会对物体的运动产生影响。
根据摩擦力的不同性质,摩擦可以分为静摩擦和动摩擦,其中静摩擦力的大小会根据物体之间的接触面积和摩擦系数来决定。
4. 弹簧模型弹簧模型可以用于研究弹簧受力、弹簧振动和弹簧势能等问题。
根据胡克定律,弹簧的伸长或压缩与作用在其上的力成正比。
这种模型适用于弹性力学的研究。
5. 牛顿环模型牛顿环模型用于研究薄膜的干涉现象。
当平行光线垂直照射在两个透明介质之间的薄膜上时,会产生干涉条纹。
利用牛顿环模型可以解释干涉现象并计算薄膜的厚度。
6. 光的几何模型光的几何模型用于描述光线在直线传播和折射时的行为。
根据光的几何模型可以解释折射定律和反射定律,并分析光的传播路径和成像问题。
7. 热传导模型热传导模型用于研究物体之间的热传导过程。
根据热传导模型可以解释热量的传递和热导率等问题。
这种模型适用于研究物质的热学性质和热平衡问题。
8. 电路模型电路模型用于描述电流在电路中的流动和电势差的变化。
根据电路模型可以解释欧姆定律和基尔霍夫定律,并计算电路中电流和电压的大小。
以上是高中物理常见的一些物理模型。
这些模型能够帮助我们理解和解释各种物理现象,为理论的研究和实验的设计提供了重要的基础。
了解和掌握这些模型对于学好物理学非常重要,希望大家能够在学习中认真应用这些模型,提高自己的物理素养。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
高中物理变加速模型 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】1、雨滴下落模型此模型在高中阶段为浅析层次,大学对其研究就非常有深度了。
简单来说雨滴下落受力相当复杂多变,在雨滴速度增加过程中除重力外的浮力、粘滞阻力、压差阻力等均发生变化,而这些变化使其速度最终恒定。
不然,地面将面目全非了。
但是,由于要分析上面那些阻力会用到高等数学的专业知识,高中阶段解决不了。
所以,我们就简化了此问题。
相差不多的说法可以这样:“雨滴下落随速度的增大其受到的合阻力将正比于速度的越高次方”。
在高中物理必修一教材中曾有这一内容的简单介绍。
例1:雨滴下落时所受阻力与雨滴速度有关,雨滴速度越大,所受阻力越大;则雨滴的最终下落速度将如何其运动为何种运动此外,雨滴下落速度还与雨滴半径的α次方成正比(1α2),假设一个大雨滴和一个小雨滴从同一云层同时下落,它们都下落,雨滴先到地面;接近地面时谁的速度较小?2、油中球的运动例2:钢球在很深的油槽中由静止开始下落,若油对球的阻力正比于其速率,则球的运动是()A.先加速后减速最后静止B.一直减速C.先加速后减速直至匀速D.加速度逐渐减小到零此模型类似于雨滴下落模型但是较为简单运动亦为“加速度变小的变加速后的匀速”。
3、蹦极、蹦床问题“蹦极”是一种非常刺激的极限运动。
蹦床则令人开心快乐;然而,其物理原理却如出一辙。
例3:“蹦极”是一种极限运动,人自身所受的重力使其自由下落,被拉伸的橡皮绳又会产生向上的力,把人拉上去,然后人再下落.正是在这上上下下的振荡中,蹦极者体会到惊心动魄的刺激,如图3-1-22所示.设一次蹦极中所用的橡皮绳原长为15m,质量为50kg的蹦极者运动到最低点时橡皮绳长为,当蹦极者停止振荡时橡皮绳长为,则蹦极者运动到最低点时受到橡皮绳的拉力为多大(g取10m/s2)先来分析其中人的运动变化吧!里面也有一段变加速。
后来还有一段变减速。
整个过程无论是运动、受力、能量均可以有考察的角度!例4蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。
一个质量60kg的运动员,从离水平网面3.2m高处自由落下,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面50m高处。
已知运动员与网接触的时间1.2s。
若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小。
4、机车启动问题机车起动分两类:(1)以恒定功率起动;(2)以恒定牵引力起动.其解题关键在于逐步分析v、a、F、p间关系,并把握由起动到匀速的临界条件F=f,即汽车达到最大速度的条件.该类问题的思维流程为:(1)以恒定功率起动的运动过程是:变加速(a↓)(a=0)匀速,在此过程中,F牵、v、a的变化情况:所以汽车达到最大速度时a=0,F=f,P=Fv m=fv m.(2)以恒定牵引力匀加速起动的运动过程是:匀加速⇒当功率增大到额定功率P m 后,变(1)汽车做匀加速运动的时间.(2)汽车匀速运动后关闭发动机,还能滑多远?5、弹簧振子和单摆的运动模型例6:如图所示,为一弹簧振子,O 为振动的平衡位置,将振子拉到位置C 从静止释放,振子在BC 间往复运动.已知BC 间的距离为20cm ,振子在4秒钟内振动了10次. (1)求振幅、周期和频率。
(2)若规定从O 到C 的方向为正方向,试分析振子在从C →O →B 过程中所受回复力F ,加速度a 和速度υ的变化情况. 单摆亦然6、电磁感应中的导体棒运动模型滑杆问题可分为两类:一类是“动——电——动”类问题;一类是“电——动——电”类问题;每类又可分为单滑杆和双滑杆。
【模式“动——电——动”类问题剖析】例:7如图10所示:平行滑轨PQ 、MN 间距为L ,与水平方向成α角,质量m ,电阻为r 的导体,ab 紧贴在滑轨上并与PM 平行,滑轨电阻不计,整个装置处于与滑轨平面正交,磁感应强度为B 的匀强磁场中,滑轨足够长。
①导体ab α,ab 一旦运动,则ab “因动而电”,ab图1②ab 中有电流,在磁场中,因受安培力的作用,与ab 下滑的方向相反,随ab 棒下滑速度不断增大,因为E=BLv,I=,则电路中电流随之变大,安培阻力F=BL 变大,直到与G x 的合力为零,即加速度为零,以最大v max =收尾。
③此过程中,重力势能转化为ab 棒的动能mv max 2与回路中产生的焦耳热之和。
而焦耳热来自于电路中的电能,部分重力势能如何转化为电能的呢?由功能原理可知,能的转化是通过做功实现的,功是能量转化的量度。
经分析知,重力势能转化为电能是通过安培力做负功实现的,故安培力做了多少焦耳的功,就有多少重力势能转化为电能,电能又通过电场力做功转化为焦耳热。
故同一方程中,安培力做的功、电能、热量只能出现一次。
〖单滑杆典例分析〗例8.如图2所示,两个竖直放置的n 平行光滑金属导轨之间的距离为L ,电阻不计。
上端串联一个定值电阻R 。
金属杆ab 的电阻为r,质量为m ,匀强磁场的磁感应强度为B ,杆在重力作用下由静止开始运动。
求(1)出金属杆的最大速度。
(2) 已知金属杆达到最大速度时位移为s ,求此过程中 金属杆上产生的焦耳热。
解析:(1)ab 棒因重力作用由静止开始向下运动,导体棒一旦向下运动切割磁感线就会产生由a ——b 的感应电流,有电流又在磁场中就会受到向上的安培力。
随着导体棒速度的增大,向上的安培力也增大最终安培力等于重力,导体棒匀速运动。
E=BLV I=F 安=BIL=mg 联立有:v max =(1) 由能的转化和守恒规律可知:mgs=mv 2+QQ=mgs-mv 2〖双滑杆典例分析〗例9.如图3所示,两根相距为L 的两平行光滑金属长导轨固定在同一水平面上,并处于竖直方向的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B 。
ab 和cd 两根金属细杆的质量都等于m ,电阻都等于r ,导轨的电阻忽略不计,在大小均为F 的拉力作用下分别向相反方向滑动,经过时间T ,两杆同时达到大小相同的最大速度v m ,以后都做匀速直线运动。
(1) 当ab,cd 的速度均为v 1时,两杆的加速度为多大? (2)(3) 从开始到两杆同时达到大小相同的最大速度v m ,的过程流过ab 导线截面的电荷量。
解析:(1)ab 与cdE=E 1+E 2 E 1=2BLv 1 i 1==F 1=Bi 1L= a==-(2)当杆匀速运动时速度为v m =设在0~T 时间内,电流的平均值为i ,根据动量定理FT -BiLT=mv m此时间内流过细杆横截面积的电流q=iT q=-=-小结:在双滑杆问题中,依据右手定则判断两运动滑杆感应电动势的方向,如两电源为E =︱E 1-E 2︱ 常见问题如下图所示图3针对a图可以有以下几种情况:①v1=v2且运动方向相同,ab,bc两杆产生大小相等方向相反的电动势,故总电动势为零。
②v2>v1或者v2>v1且运动方向相同,ab,bc两杆产生大小不等方向相反的电动势,故总电动势为两电动势只差E=∣E1-E2∣。
③若两者的运动方向相反,总电动势就为二者电动势之和,E=E1+E2。
b图与a图的不同仅在于两滑杆的长度不同,当同速运动时产生的电动势不同,然其余问题依据动力学、电场、稳恒电流、动能定理或者功能原理或者能量守恒的知识解题即可。
【模式“电——动——电”类问题剖析】如图10水平放置的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为L,其上放置一电阻为R,质量为m 的金属棒ab,导轨左端接内电阻不计,电动势为E的电源形成回路。
整个装置放置竖直向上的匀强磁场B中,导轨电阻不计且足够长,并与开关①当开关刚闭合时,棒ab因通电受安培力F安=BIL图4“因电而动”。
②棒ab一旦获得速度,立即产生了感应电动势,“因动而生电”,感应电动势与原电路电源电动势相反,随着导体棒速度的增大,加速度逐渐减小。
③导体棒ab做复杂的变加速运动,当电源电动式大小等于感应电动式时,F合=0时,加速度a=0,棒ab速度达最大值,故ab运动的收尾状态为匀速直线运动v max=。
〖单滑杆典例分析〗例11.两根间隔L=的平行光滑金属轨道固定在同一水平面上,轨道的左端接入电源和开关,质量m=的均匀金属棒横跨在两根轨道之间并静止在轨道的a处,电源两极已在图中标出,E=3V,r=Ω。
整个装置放在竖直方向的匀强磁场中,B=,当接通开关S时,金属细棒由于受到磁场力的作用而向右运动,到如图所示的b处,且v=3m/s。
求:从接通开关S到细运动到b的过程中,电路截面中通过的电荷量。
解析:当ab 棒“因电而动”之后,又“因动而生电”产生与原电动势方向相反的电动势,故电路中E=E 0-E ′,又因v 变,故E ′变化,故电路中电流时刻改变,安培力F 2不恒定,所以导体棒做a 减小的变加速运动。
解:设电路中平均电流为IBILt=mv It=Q故Q==〖双滑杆典例剖析〗例12.如图5所示,电源的电动势为U ,电容器的电容为C ,K 是单刀双掷开关,MN ,PQ 是两根位于同一水平面内的平行光滑长导轨,它们的电阻可以图略不计,两导轨间距为L ,导轨处于磁感应强度为B 的均匀磁场中,磁场方向垂直于导轨所在的平面并指向图中纸面向里的方向。
L 1和L 2是两根横放在导轨上的导体小棒,它们在导轨上滑动时与导轨保持垂直并接触良好,不计摩擦,两小棒的电阻相同,质量分别为m 1和m 2,且m 1<m 2,开始时两根小棒静止在导轨上,现将开关K 先向1,然后合向2,求: (1)L 1与L 2的最终速度。
(2)整个过程产生的焦耳热。
解析:电建K 合向2后,电容器放电,电路简化为下图: 两杆则“因电而动”但由于电容器放电电流会随 时间衰减,导体棒也会“因动而生电”产生与电容器方向相反的电势差,阻碍电容器放电;开始时两棒安培力相等,但因反向感应电流而产生的安培力,则最终二者应共速,并使两棒产生的电动势均等于电容器放电后两端电压,棒中电流为零最终匀速运动。
设两杆中平均电流分别为i 1和i 2,有BLi 1t+Bli 2t=(m 1+m 2)v BL Q ′=(m 1+m 2)v …………①1 2 L 2 L 1 图5图6Q=CU…………②Q′=Q-q…………③当电容器放电后电压等于感应电动势时满足:E′=E…………④E′=BLV…………⑤E=…………⑥q=BLvCBL(U-BLv)C=(m1+m2)vBLUC-v=(m1+m2)vBLUC=v(m1+m2+B2L2C)v=(2)电容器开始放电时,所具有的电能为:W=CU2放电完成后,电容器所具有的电能为W1==两棒最终的动能和为:W1=(m1+m2)v2=(m1+m2)整个过程中的焦耳热损耗为:△W=W0-(W1+W2)=综观以上问题设计的各种情形,我们发现尽管题目情景千变万化,但实质无非是动力学问题或者能量问题。