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1、高中物理知识归纳（二）高中物理知识归纳（二）-力学模型及方法力学模型及方法 1 1连接体模型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 起的物体组。解决这类问题的基本方法是整体法整体法和隔离法。隔离法。 整体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 2 斜面模型斜面模型 （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=tg物体沿斜面匀速下
2、滑或静止 tg物体静止于斜面VB= A BV2V AVgR53 A BV2V gR256R2g所以 AB 杆对 B 做正功，AB 杆对 A 做负功若 V0 ，运动情况为先平抛，绳拉直沿绳方向的速度消失gR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 4超重失重模型超重失重模型 系统的重心在竖直方向
3、上有向上或向下的加速度(或此方向的分量 ay) 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 5碰撞模型碰撞模型：特点，动量守恒；碰后的动能不可能比碰前大； 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=(1) (2 ) 22 11vmvm2 22 12 22 1mv21mv21mv21m
4、v21一动一静且二球质量相等的弹性正碰：速度交换速度交换 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（子弹打击木块模型子弹打击木块模型）mv0+0=(m+M) =+E损 v2 0mv212M)vm(21E损=一=2 0mv212M)v(m2102 02 0EmMMm21 m)(MM M)2(mmMkvv 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=mgd相=一2 0mv21a图 92M)v(m21“碰撞过程碰撞过程”中四个有用推论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
5、、m2，碰撞前速度分别为 1、2，碰撞后速度分别为 u1、u2，即有 ： m11+m22=m1u1+m1u2m112+m222=m1u12+m1u2221 21 21 21碰后的速度 u1和 u2表示为： u1=1+22121 mmmm 2122 mmm u2=1+22112 mmm 2112 mmmm 推论一：推论一：如对弹性碰撞的速度表达式进行分析，还会发现：弹性碰撞前、后，碰撞双 方的相对速度大小相等，即： u2u1=12 推论二：推论二：如对弹性碰撞的速度表达式进一步探讨，当 m1=m2时，代入上式得：。即当质量相等的两物体发生弹性正碰时，速度互换。1221,vuvu推论三：推论三：完
6、全非弹性碰撞碰撞双方碰后的速度相等的特征，即： u1=u2由此即可把完全非弹性碰撞后的速度 u1和 u2表为： u1=u2=212211 mmmm 例 3：证明：完全非弹性碰撞过程中机械能损失最大。证明：碰撞过程中机械能损失表为： E=m112+m222m1u12m2u2221 21 21 21由动量守恒的表达式中得： u2=(m11+m22m1u1)21 m代入上式可将机械能的损失E 表为 u1的函数为：E=u12u1+(m112+m222)( m11+m22)22211 2)( mmmm222111)( mmmm 21 21221 m这是一个二次项系数小于零的二次三项式，显然：当 u1=u
7、2=时，212211 mmmm v0ABABv0vs Mv0L12Av0S1S2即当碰撞是完全非弹性碰撞时，系统机械能的损失达到最大值Em=m112+m222 21 21 )(2)(212 2211 mmmm 推论四：推论四：碰撞过程中除受到动量守恒以及能量不会增加等因素的制约外，还受到运 动的合理性要求的制约，比如，某物体向右运动，被后面物体追及而发生碰撞，被碰物体 运动速度只会增大而不应该减小并且肯定大于或者等于（不小于）碰撞物体的碰后速度。 6 6人船模型人船模型：一个原来处于静止状态的系统，在系统内发生相对运动的过程中，在此方向遵从动量守恒：mv=MV ms=MS s+S=d s= d
8、MmM M/m=Lm/LM 载人气球原静止于高 h 的高空，气球质量为 M，人的质量为 m若人沿绳梯滑至地面，则 绳梯至少为多长？7 7弹簧振子模型弹簧振子模型：F=-Kx （X、F、a、v、A、T、f、EK、EP等量的变化规律）水平型 竖直型8 8单摆模型单摆模型：T=2 （类单摆） 利用单摆测重力加速度gL9波动模型：波动模型：特点特点:传播的是振动形式和能量,介质中各质点只在平衡位置附近振动并不随波迁移。各质点都作受迫振动， 起振方向与振源的起振方向相同， 离源近的点先振动，没波传播方向上两点的起振时间差=波在这段距离内传播的时间波源振几个周期波就向外传几个波长。波从一种介质传播到另一种
9、介质,频率不改变, 波速 v=s/t=/T=f 波速与振动速度的区别 波动与振动的区别：波的传播方向质点的振动方向（同侧法同侧法）知波速和波形画经过t后的波形（特殊点画法和去整留零法特殊点画法和去整留零法） 物理解题方法：物理解题方法：如整体法、假设法、极限法、逆向思维法、物理模型法、等效法、物理图像法等 模型法常常有下面三种情况 （1）物理对象模型：用来代替由具体物质组成的、代表研究对象的实体系统，称为对象模 型（也可称为概念模型），即把研究的对象的本身理想化常见的如“力学”中有质点、 刚体、杠杆、轻质弹簧、单摆、弹簧振子、弹性体、绝热物质等； （2）条件模型：把研究对象所处的外部条件理想化，排除外部条件中干扰研究对象运动变 化的次要因素，突出外部条件的本质特征或最主要的方面，从而建立的物理模型称为条件 模型 （3）过程模型：把具体过理过程纯粹化、理想化后抽象出来的一种物理过程，称过程模型其它的碰撞模型：20mMmORv0ABCABC12A
