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1、1 21 21 2N=F =01 21 21 25 F 1213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（ 相同)无关,及与两物体放置的方式都无关
2、。平面、斜面、竖直都一样。只要两物体保持相对静止m1记住：N= m F +m F2 1 1 2m +m1 2（N 为两物体间相互作用力),m2一起加速运动的物体的分子 m F 和 m F 两项的规律并能应用1 2 2 1N=m2m +m1 2F讨论:F 0;F =0 F=(m +m )a1 2N=m a2m2 FN=m +m1 2Fm m F 0;F 0 m F +m F2 1 1 2m +m1 2 （ 就是上面的2情况)F=F=F=m (m g) +m (m g) 1 2 2 1m +m1 2m (m g ) +m (m gsinq) 1 2 2 1m +m1 2m (m g ) +m F
3、A B Bm +m1 2F Fm mN N (为什么 )N对6= m （m 为第 6 个以后的质量） 第 12 对 13 的作用力 N =对M(n -12)mnmF2.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) 火车转弯汽车过拱桥、凹桥3飞机做俯冲运动时，飞行员对座位的压力.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)。 万有引力-卫星的运动、库仑力-电子绕核旋转、洛仑兹力
4、-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 提供向心力.合1v =2 0 0 0 v v 5Rh =v v 1 v 2 由 F =mg tan qmg sin 合h v Rghq=mg =m 0 得 v = （v 为转弯时规定速度） L R LgtanqR(是内外轨对火车都无摩擦力的临界条件）当火车行驶速率V等于V 时,F =F ，内外轨道对轮缘都没有侧压力0 合 向当火车行驶V大于V 时，F F ，外轨道对轮缘有侧压力
5、,F +N=0 合 向 合m2R当火车行驶速率V小于V 时，F F ，内轨道对轮缘有侧压力，F N=0 合 向 合m2R即当火车转弯时行驶速率不等于V 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0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
6、做圆周还是平抛运动。能过最高点条件：VV （当VV 时，绳、轨道对球分别产生拉力、压力）临 临不能过最高点条件：VV （实际上球还未到最高点就脱离了轨道)临讨论： 恰能通过最高点时:mg=mv 2临R，临界速度V = 临gR;可认为距此点h =R2（或距圆的最低点) 处落下的物体。2此时最低点需要的速度为V =低临5 gR最低点拉力大于最高点拉力F=6mg 最高点状态: mg+T =1m2高L(临界条件T =0, 临界速度V =1 临gR， VV 才能通过)临最低点状态: T mg =2m2低L高到低过程机械能守恒：12mv 2 = mv 2 低 2 高+mg2LT - T =6mg（g可看为
7、等效加速度) 2 1 半圆：过程mgR=12mv2最低点Tmg=m2R绳上拉力T=3mg ； 过低点的速度为V =低2 gR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与竖直方向成q角下摆时,过低点的速度为V =低2 gR(1 -cosq),此时绳子拉力T=mg（32cosq）（3）有支承的小球，在竖直平面作圆周运动过最高点情况：临界条件：杆和环对小球有支持力的作用（由 mg -N =mUR知）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） 当 0 v N 0 当 v = 当 v gR 时， N =0gR 时， N 向下 (即拉力 )随 v 增大而增
8、大，方向指向 圆心。2 v 2 2px 当小球运动到最高点时 ，速度 v gR 时，受到杆的作用力N（支持）但 N mg ，（力的大小用有向线段 长短表示）当小球运动到最高点时 ，速度 v =gR 时，杆对小球无作用力N =0当小球运动到最高点时 ，速度 v gR 时，小球受到杆的拉力 N 作用恰好过最高点时，此时从高到低过程 mg2R=12mv2低点:T-mg=mv2/R T=5mg ; 恰好过最高点时,此时最低点速度:V =低2gR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
9、，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） F =m =mw2R =m（ ）2R建立方程组 R TF =0y3离心运动在向心力公式F =mv2/R 中，F 是物体所受合外力所能提供的向心力，mv2/R是物体作圆周运动所n n需要的向心力。当提供的向心力等于所需要的向心力时，物体将作圆周运动；若提供的向心力消失 或小于所需要的向心力时，物体将做逐渐远离圆心的运动，即离心运动.其中提供的向心力消失时， 物体将沿切线飞去，离圆心越
10、来越远；提供的向心力小于所需要的向心力时,物体不会沿切线飞去， 但沿切线和圆周之间的某条曲线运动，逐渐远离圆心。3 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m=tg q物体沿斜面匀速下滑或静止m tg q物体静止于斜面m tg q物体沿斜面加速下滑 a=g（sin q一 mcos q） 4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.3q B B A BB A B 0 1 2 y 如图:杆对球的作用力由运动情况决定只有 =arctg（ag)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?m
11、LE假设单 B 下摆，最低点的速度 V =12gR mgR= mv 22整体下摆 2mgR=mgR 1 1 + mv 2 + mv 22 2 2V =2V B AVA=3 6 gR ; V =2V =5 52gRV =2 gR所以 AB 杆对 B 做正功，AB 杆对 A 做负功 5通过轻绳连接的物体在沿绳连接方向（可直可曲），具有共同的 v 和 a。特别注意：两物体不在沿绳连接方向运动时，先应把两物体的 v 和 a 在沿绳方向分解，求出两物体的 v 和 a 的关系式，被拉直瞬间，沿绳方向的速度突然消失，此瞬间过程存在能量的损失.讨论：若作圆周运动最高点速度 V gR，运动情况为先平抛,绳拉直时
12、沿绳方向的速度消失即是有能量损失，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 v 突然消失)，再 v 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？5超重失重 系统的重心在竖直方向 向下的加速度（或此方向模上的型有 向 上 或分量 a )向上超重(加速向上或减速向下）F=m（g+a）； F=m(ga）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）超重状态向下失重 ( 加速向下或减速上升）4绳剪断后台称示数 系统重心向下加速斜面对地面的压力？铁木球的运动用同体积的水去补充a F地面对斜面摩擦力? 导致系统重心如何运动?6。碰撞模型 ：q图 9m两个相当重要典型的物理模型
