高中物理力学模型及方法

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高中物理力学模型及方法

1．连接体模型是指运动中几个物体叠放在一起、或并排在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物组。

解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法。

整体法是指连接体内的物体间无相对运动时,可以把物体组作为整体，对整体用牛二定律列方程

隔离法是指在需要求连接体内各部分间的相互作用(如求相互间的压力或相互间的摩擦力等)时，把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法。

2斜面模型（搞清物体对斜面压力为零的临界条件）

斜面固定：物体在斜面上情况由倾角和摩擦因素决定

μ=tgθ物体沿斜面匀速下滑或静止μ> tgθ物体静止于斜面

μ< tgθ物体沿斜面加速下滑a=g(sinθ一μcosθ)

3．轻绳、杆模型

绳只能受拉力，杆能沿杆方向的拉、压、横向及任意方向的力。

杆对球的作用力由运动情况决定

只有θ=arctg(

g

a)时才沿杆方向

最高点时杆对球的作用力；最低点时的速度?，杆的拉力?

若小球带电呢？

V B=R

2g 假设单B下摆,最低点的速度

⇐mgR=2

2

1

B

mv

整体下摆2mgR=mg

2

R

+'2

B

'2

A

mv

2

1

mv

2

1

+

'

A

'

B

V

2

V=⇒'

A

V=gR

5

3

；'

A

'

B

V

2

V==gR

2

5

6

> V B=R

2g

所以AB杆对B做正功，AB杆对A做负功

若V0

即是有能量损失，绳拉紧后沿圆周下落机械能守恒。而不能够整个过程用机械能守恒。

求水平初速及最低点时绳的拉力？

换为绳时:先自由落体,在绳瞬间拉紧(沿绳方向的速度消失)有能量损失(即v1突然消失),再v2下摆机械能守恒

E

m

，L

·

m2

m1

F

B

A

F1 F2 B A F

F

m

例：摆球的质量为m ，从偏离水平方向30°的位置由静释放，设绳子为理想轻绳，求：小球运动到最低点A时绳子受到的拉力是多少？

4．超重失重模型

系统的重心在竖直方向上有向上或向下的加速度(或此方向的分量a y)

向上超重(加速向上或减速向下)F=m(g+a)；向下失重(加速向下或减速上升)F=m(g-a)

难点：一个物体的运动导致系统重心的运动

1到2到3过程中(1、3除外)超重状态

绳剪断后台称示数

系统重心向下加速

斜面对地面的压力?

地面对斜面摩擦力?

导致系统重心如何运动？

铁木球的运动

用同体积的水去补充

5．碰撞模型：

6．特点，①动量守恒；②碰后的动能不可能比碰前大；

③对追及碰撞，碰后后面物体的速度不可能大于前面物体的速度。

◆弹性碰撞：m1v1+m2v2='

2

2

'

1

1

v

m

v

m+(1) '2

2

2'

1

2

2

2

1

mv

2

1

mv

2

1

mv

2

1

mv

2

1

+

=

+(2 )

◆一动一静且二球质量相等的弹性正碰：速度交换

大碰小一起向前；质量相等，速度交换；小碰大，向后返。

◆一动一静的完全非弹性碰撞（子弹打击木块模型）

mv0+0=(m+M)'v20

mv

2

1

='2

M)v

m

(

2

1

++E损

E损=2

mv

2

1

一'2

M)v

(m

2

1

+=

2

2

0E

m

M

M

m

2

1

m)

(M

M

M)

2(m

mM

k

v

v

+

=

+

=

+

E损可用于克服相对运动时的摩擦力做功转化为内能E损=fd相=μmg·d相=20

mv

2

1

一'2

M)v

(m

2

1

+

“碰撞过程”中四个有用推论

弹性碰撞除了遵从动量守恒定律外，还具备：碰前、碰后系统的总动能相等的特征，

设两物体质量分别为m1、m2，碰撞前速度分别为υ1、υ2，碰撞后速度分别为u1、u2，即有：m1υ1+m2υ2=m1u1+m1u2

a

θ

v0

A

B A B

v0

v

s

M

v L

1 2

A

v0