物理模型的构建
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20
04 学
年
校 ：
广 东
惠 东 高
惠
级 中
州学
市
主 讲
高人
物理模型的构建
考
： 吴
研
川 广
讨 会
解决物理问题的基本方法
公 开
课Βιβλιοθήκη Baidu
1、 底面半径为r，高为h的圆锥形陀螺
在光滑水平桌面上快速绕轴旋转，同
时以速度v0向右运动，若陀螺的转动轴 在全部时间内都保持竖直，则v0至少等 于多少，才能使陀螺从桌面滑出后不
B
A
情景对象模型过程模型
对象模型：B物体质点 F
B 过程模型：简谐振动
A
运用简谐运动规律求解
解：B运动到最高点时，A、B受力如图
对A木块：F1=mg 对B木块：F2+mg=ma 所以，a=2g
F撤去后瞬间，B的加速度a=2g 受力如图： F3－mg=ma 得F3=3mg F未撤去之前，受力如图，由静止得 F3=mg+F 得F=2mg
会与桌边发生碰撞?
r
v0
h
文字情景
确定研究对象:题意中说
明，陀螺运动时既有转动
又有平动。我们把它当作 什么样的研究对象呢？从
r
题文中发现：“陀螺的转 h
动轴在全部时间内都保持
竖直”，因此将陀螺当作
平动的物体研究。依照题
意画出陀螺平动的草图。
A
A
情景模型
A点的轨迹恰好经过桌边
陀螺不会与桌面接触
取陀螺运动左上边缘
文字情景对象模型
研究对象不能当作质点，因为需要考虑 鸟的体积、面积等因素，而且是估算问 题，所以将鸟近似看作立方体模型。
S
h
过程模型规律
对鸟做受力分析：竖直向上的上举力和 竖直向下的重力。 鸟飞起来是个加速过程，至少在空中悬 浮,加速度为零。加速度为零的加速过程。 可由牛顿第二定律求解。
操作运算,讨论结果
F1 A
mg
F3 B mg
B F2 mg
F3
B mg F
思考：下列情景中对象模型和过程模型各是什么？ 在匀强磁场中粗细必均匀的运动导线、串联有电压表的 运动导线、转动的金属盘、在非磁性材料制成的管中流 动的导电液、金属板中的等离子流、地磁场中飞行的飞 机、行进中的潜艇。
物理解题中常见的模型
对象模型 质点
建立“物理模型”是物理学最重要和有效的研 究方法
模型思维方法是对研究对象加以简化和抽象，突出 主要因素，忽略次要因素，进行研究和处理物理问 题的一般方法。
实际的研 究对象
实际问题 的过程
理想化的 物理对象模 型
理想化的 物理过程模 型
物理模型所对应 的规律
2、 鸵鸟是当今世界上最大的鸟．有人说，
A v0
A点为研究对象
A点做平抛运动。
A
模型规律操作运算
解答：水平方向上：r= v0 t
竖直方向上：h＝
解得： v0＝
r2g 2h
1 gt 2 2
为了保证不擦边， v0 >
r2g 2h
总结：上题中构造了两个理想模型，质 点的对象模型，平抛运动的过程模型。 复杂的陀螺运动抽象成为理想的质点做 平抛运动。理想化过程是模型法的精髓。
如果鸵鸟能长出一副与身体大小成比例的 翅膀，就能飞起来．是不是这样呢?生物学
统计的结论得出：鸟扇动翅膀，获得上举 力的大小可以表示为F＝cS(v2)，式中S为翅 膀展开后的面积，v为鸟的运动速度，而c
是一个比例常数．我们不妨以燕子和鸵鸟
为例，假设鸵鸟能长出和燕子同样比例的 大翅膀．已知燕子的最小飞行速度是5.5m/s， 鸵鸟的最大奔跑速度为11.5m/s，又测得鸵 鸟的体高是燕子的25倍，试分析鸵鸟能飞 起来吗?
磁通量变化产生感应电动势
Ε=N△Ф /△t 方向由楞次定律判定
主要特征
不计大小、有 时可以忽略掉 重力
与导线的长度 有关，与导线 的大小、粗细、 物态无关
与线圈的面积有 关，与线圈的高 度没有关系
结束语
高考中考生所面对的所有问题都是有模 型依据的，模型所对应的规律也是早已 被验证是正确的。考生的工作：一是将 具体的问题转化成一个模型；二是将这 个模型所遵循的所有规律都找出来。 后期复习的建议 1、多题归一，就是找模型。 2、遇到新题特别要想想模型。
过程模型：碰撞过程 s
vt
运用碰撞过程求解
解：气体柱和墙壁相作用过程，运用冲量定理 Ft=mv=ρ·vt ·s ·v 得F= ρsv ·v 故，风速加倍，墙壁受力为原来的4倍
发散：流动的气体、液体，电子流和其他粒子流都 可以构造长方体的对象模型，其特点是与流动的速 度有关。
练习2：如图所示，A、B两木块质量均为m，固 定在弹簧的两端，竖直放置，力F作用在B木块 上，A、B均静止，当撤去F后，B向上运动到最 高点时，A恰好离开地面，求F的大小。F
解：由牛顿第二定律ΣF＝ma ，可得：
cSv2= mg
cSv2=ρShg
所以:
v∝ h
vt:vy=1:5 vt= 5vy= 27.5m/s>11.5m/s 结论：鸵鸟飞不起来。
练习1：如风速加倍，建筑物受到的风力 将变为原来的（ ）
A、2倍 B、4倍 C、6倍 D、8倍
情景对象模型过程模型
对象模型：长方体气柱 v
刚体
过程模型
特征
静止、匀速直线运动、匀 与物体的大小无 （变）加速直线运动，抛 关，所受力为共 体运动、圆周运动、振动、点力 碰撞
静止，匀速转动
与物体的大小有 关，与转轴有关， 所受力表现为共 轴力矩
物理解题中常见的模型
对象模 型
点电荷
过程模型
在电场中加速，偏转 在磁场中做匀速圆周运动
导线
线圈
切割磁感线产生感应电动势 Ε=BLV 方向由右手定则来判定
04 学
年
校 ：
广 东
惠 东 高
惠
级 中
州学
市
主 讲
高人
物理模型的构建
考
： 吴
研
川 广
讨 会
解决物理问题的基本方法
公 开
课Βιβλιοθήκη Baidu
1、 底面半径为r，高为h的圆锥形陀螺
在光滑水平桌面上快速绕轴旋转，同
时以速度v0向右运动，若陀螺的转动轴 在全部时间内都保持竖直，则v0至少等 于多少，才能使陀螺从桌面滑出后不
B
A
情景对象模型过程模型
对象模型：B物体质点 F
B 过程模型：简谐振动
A
运用简谐运动规律求解
解：B运动到最高点时，A、B受力如图
对A木块：F1=mg 对B木块：F2+mg=ma 所以，a=2g
F撤去后瞬间，B的加速度a=2g 受力如图： F3－mg=ma 得F3=3mg F未撤去之前，受力如图，由静止得 F3=mg+F 得F=2mg
会与桌边发生碰撞?
r
v0
h
文字情景
确定研究对象:题意中说
明，陀螺运动时既有转动
又有平动。我们把它当作 什么样的研究对象呢？从
r
题文中发现：“陀螺的转 h
动轴在全部时间内都保持
竖直”，因此将陀螺当作
平动的物体研究。依照题
意画出陀螺平动的草图。
A
A
情景模型
A点的轨迹恰好经过桌边
陀螺不会与桌面接触
取陀螺运动左上边缘
文字情景对象模型
研究对象不能当作质点，因为需要考虑 鸟的体积、面积等因素，而且是估算问 题，所以将鸟近似看作立方体模型。
S
h
过程模型规律
对鸟做受力分析：竖直向上的上举力和 竖直向下的重力。 鸟飞起来是个加速过程，至少在空中悬 浮,加速度为零。加速度为零的加速过程。 可由牛顿第二定律求解。
操作运算,讨论结果
F1 A
mg
F3 B mg
B F2 mg
F3
B mg F
思考：下列情景中对象模型和过程模型各是什么？ 在匀强磁场中粗细必均匀的运动导线、串联有电压表的 运动导线、转动的金属盘、在非磁性材料制成的管中流 动的导电液、金属板中的等离子流、地磁场中飞行的飞 机、行进中的潜艇。
物理解题中常见的模型
对象模型 质点
建立“物理模型”是物理学最重要和有效的研 究方法
模型思维方法是对研究对象加以简化和抽象，突出 主要因素，忽略次要因素，进行研究和处理物理问 题的一般方法。
实际的研 究对象
实际问题 的过程
理想化的 物理对象模 型
理想化的 物理过程模 型
物理模型所对应 的规律
2、 鸵鸟是当今世界上最大的鸟．有人说，
A v0
A点为研究对象
A点做平抛运动。
A
模型规律操作运算
解答：水平方向上：r= v0 t
竖直方向上：h＝
解得： v0＝
r2g 2h
1 gt 2 2
为了保证不擦边， v0 >
r2g 2h
总结：上题中构造了两个理想模型，质 点的对象模型，平抛运动的过程模型。 复杂的陀螺运动抽象成为理想的质点做 平抛运动。理想化过程是模型法的精髓。
如果鸵鸟能长出一副与身体大小成比例的 翅膀，就能飞起来．是不是这样呢?生物学
统计的结论得出：鸟扇动翅膀，获得上举 力的大小可以表示为F＝cS(v2)，式中S为翅 膀展开后的面积，v为鸟的运动速度，而c
是一个比例常数．我们不妨以燕子和鸵鸟
为例，假设鸵鸟能长出和燕子同样比例的 大翅膀．已知燕子的最小飞行速度是5.5m/s， 鸵鸟的最大奔跑速度为11.5m/s，又测得鸵 鸟的体高是燕子的25倍，试分析鸵鸟能飞 起来吗?
磁通量变化产生感应电动势
Ε=N△Ф /△t 方向由楞次定律判定
主要特征
不计大小、有 时可以忽略掉 重力
与导线的长度 有关，与导线 的大小、粗细、 物态无关
与线圈的面积有 关，与线圈的高 度没有关系
结束语
高考中考生所面对的所有问题都是有模 型依据的，模型所对应的规律也是早已 被验证是正确的。考生的工作：一是将 具体的问题转化成一个模型；二是将这 个模型所遵循的所有规律都找出来。 后期复习的建议 1、多题归一，就是找模型。 2、遇到新题特别要想想模型。
过程模型：碰撞过程 s
vt
运用碰撞过程求解
解：气体柱和墙壁相作用过程，运用冲量定理 Ft=mv=ρ·vt ·s ·v 得F= ρsv ·v 故，风速加倍，墙壁受力为原来的4倍
发散：流动的气体、液体，电子流和其他粒子流都 可以构造长方体的对象模型，其特点是与流动的速 度有关。
练习2：如图所示，A、B两木块质量均为m，固 定在弹簧的两端，竖直放置，力F作用在B木块 上，A、B均静止，当撤去F后，B向上运动到最 高点时，A恰好离开地面，求F的大小。F
解：由牛顿第二定律ΣF＝ma ，可得：
cSv2= mg
cSv2=ρShg
所以:
v∝ h
vt:vy=1:5 vt= 5vy= 27.5m/s>11.5m/s 结论：鸵鸟飞不起来。
练习1：如风速加倍，建筑物受到的风力 将变为原来的（ ）
A、2倍 B、4倍 C、6倍 D、8倍
情景对象模型过程模型
对象模型：长方体气柱 v
刚体
过程模型
特征
静止、匀速直线运动、匀 与物体的大小无 （变）加速直线运动，抛 关，所受力为共 体运动、圆周运动、振动、点力 碰撞
静止，匀速转动
与物体的大小有 关，与转轴有关， 所受力表现为共 轴力矩
物理解题中常见的模型
对象模 型
点电荷
过程模型
在电场中加速，偏转 在磁场中做匀速圆周运动
导线
线圈
切割磁感线产生感应电动势 Ε=BLV 方向由右手定则来判定