高中常用物理模型及解题思路.doc

高中常用物理模型及解题思路 ◆1.连接体模型：是指运动中几个物体或叠放在一起、或并排挤放在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组。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。 连接体的圆周运动：两球有相同的角速度；两球构成的系统机械能守恒(单个球机械能不守恒) 与运动方向和有无摩擦(μ相同)无关，及与两物体放置的方式都无关。 平面、斜面、竖直都一样。只要两物体保持相对静止 记住：N= (N为两物体间相互作用力), 一起加速运动的物体的分子m1F2和m2F1两项的规律并能应用 讨论：①F1≠0；F2=0 N= ② F1≠0；F2≠0 N= (就是上面的情况) F= F= F= F1F2 m1m2 N1N2(为什么) N5对6=(m为第6个以后的质量) 第12对13的作用力 N12对13= ◆2.水流星模型(竖直平面内的圆周运动——是典型的变速圆周运动) 研究物体通过最高点和最低点的情况，并且经常出现临界状态。(圆周运动实例) ①火车转弯 ②汽车过拱桥、凹桥3 ③飞机做俯冲运动时，飞行员对座位的压力。 ④物体在水平面内的圆周运动（汽车在水平公路转弯，水平转盘上的物体，绳拴着的物体在光滑水平面上绕绳的一端旋转）和物体在竖直平面内的圆周运动（翻滚过山车、水流星、杂技节目中的飞车走壁等）。 ⑤万有引力——卫星的运动、库仑力——电子绕核旋转、洛仑兹力——带电粒子在匀强磁场中的偏转、重力与弹力的合力——锥摆、（关健要搞清楚向心力怎样提供的） （1）火车转弯：设火车弯道处内外轨高度差为h，内外轨间距L，转弯半径R。由于外轨略高于内轨，使得火车所受重力和支持力的合力F合提供向心力。 (是内外轨对火车都无摩擦力的临界条件) ①当火车行驶速率V等于V0时，F合=F向，内外轨道对轮缘都没有侧压力 ②当火车行驶V大于V0时，F合F向，外轨道对轮缘有侧压力，F合+N= ③当火车行驶速率V小于V0时，F合F向，内轨道对轮缘有侧压力，F合-N= 即当火车转弯时行驶速率不等于V0时，其向心力的变化可由内外轨道对轮缘侧压力自行调节，但调节程度不宜过大，以免损坏轨道。火车提速靠增大轨道半径或倾角来实现 （2）无支承的小球，在竖直平面内作圆周运动过最高点情况： 受力：由mg+T=mv2/L知,小球速度越小,绳拉力或环压力T越小,但T的最小值只能为零,此时小球以重力提供作向心力. 结论：通过最高点时绳子(或轨道)对小球没有力的作用(可理解为恰好通过或恰好通不过的条件)，此时只有重力提供作向心力. 注意讨论：绳系小球从最高点抛出做圆周还是平抛运动。 能过最高点条件：V≥V临（当V≥V临时，绳、轨道对球分别产生拉力、压力） 不能过最高点条件：VV临(实际上球还未到最高点就脱离了轨道) 讨论：① 恰能通过最高点时：mg=，临界速度V临=； 可认为距此点 (或距圆的最低点)处落下的物体。 ☆此时最低点需要的速度为V低临= ☆最低点拉力大于最高点拉力ΔF=6mg ② 最高点状态: mg+T1= (临界条件T1=0, 临界速度V临=, V≥V临才能通过) 最低点状态: T2- mg = 高到低过程机械能守恒: T2- T1=6mg(g可看为等效加速度) ② 半圆：过程mgR= 最低点T-mg= 绳上拉力T=3mg； 过低点的速度为V低 = 小球在与悬点等高处静止释放运动到最低点，最低点时的向心加速度a=2g ③与竖直方向成(角下摆时,过低点的速度为V低 =, 此时绳子拉力T=mg(3-2cos() （3）有支承的小球，在竖直平面作圆周运动过最高点情况： ①临界条件：杆和环对小球有支持力的作用 当V=0时，N=mg（可理解为小球恰好转过或恰好转不过最高点） 恰好过最高点时，此时从高到低过程 mg2R= 低点：T-mg=mv2/R T=5mg ；恰好过最高点时，此时最低点速度：V低 = 注意物理圆与几何圆的最高点、最低点的区别： (以上规律适用于物理圆,但最高点,最低点, g都应看成等效的情况) 2．解决匀速圆周运动问题的一般方法 （1）明确研究对象，必要时将它从转动系统中隔离出来。 （2）找出物体圆周运动的轨道平面，从中找出圆心和半径。 （3）分析物体受力情况，千万别臆想出一个向心力来。 （4）建立直角坐标系（以指向圆心方向为x轴正方向）将力正交分解。 （5） 3．离心运动 在向心力公式Fn=mv2/R中，Fn是物体所受合外力所能