《株洲市中學高三物理專題復習教學競賽演示課件與教學設計《物理模型的構建》物理模型的構建（劉志能）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《株洲市中學高三物理專題復習教學競賽演示課件與教學設計《物理模型的構建》物理模型的構建（劉志能）（21頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、株洲市四中高三物理組株洲市四中高三物理組 【范例范例1 1】 底面半徑為底面半徑為r r，高為高為h h的圓錐形陀螺在光滑水的圓錐形陀螺在光滑水平桌面上快速繞軸旋轉，同時平桌面上快速繞軸旋轉，同時以速度以速度v0向右運動，若陀螺的向右運動，若陀螺的轉動軸在全部時間內都保持豎轉動軸在全部時間內都保持豎直，則直，則v0至少至少等于多少，才能等于多少，才能使陀螺從桌面滑出后不會與桌使陀螺從桌面滑出后不會與桌邊發(fā)生碰撞邊發(fā)生碰撞? ?hrv0文字文字 確定研究對象確定研究對象: 從題文中發(fā)現：從題文中發(fā)現：“陀螺的轉動陀螺的轉動軸在全部時間內都保持豎直軸在全部時間內都保持豎直”， 因此將陀螺當作平動的

2、物體研因此將陀螺當作平動的物體研究。依照題意畫出陀螺平動的草圖。究。依照題意畫出陀螺平動的草圖。hrA情景情景文字文字情景情景 圓錐形陀螺在圓錐形陀螺在光滑水平桌面上快光滑水平桌面上快速繞軸旋轉，同時速繞軸旋轉，同時以速度以速度v0向右運動，向右運動，若陀螺的轉動軸在若陀螺的轉動軸在全部時間內都保持全部時間內都保持豎直，則豎直，則v0至少等于至少等于多少，才能使陀螺多少，才能使陀螺從桌面滑出后不會從桌面滑出后不會與桌邊發(fā)生碰撞與桌邊發(fā)生碰撞情景情景A點的軌跡恰好經過桌邊，點的軌跡恰好經過桌邊，陀螺不會與桌面接觸陀螺不會與桌面接觸取陀螺運動左上邊緣取陀螺運動左上邊緣A點點為研究對象為研究對象A點

3、點做平拋運動做平拋運動 A v0 A模型模型過程模過程模型型對象模對象模型型情景再情景再現現A操作運算操作運算解答：水平方向上：解答：水平方向上：r = v0 t 豎直方向上：豎直方向上：h 解得：解得： v0 為了保證不擦邊為了保證不擦邊， v0 221gthgr22hgr22模型模型規(guī)律規(guī)律模型模型規(guī)律規(guī)律操作運算操作運算平拋運動平拋運動文字文字情景情景模型模型規(guī)律規(guī)律操作運算操作運算【范例2】（05全國全國卷卷23 ）原地起跳時，先屈腿下）原地起跳時，先屈腿下蹲，然后突然蹬地。從開始蹬地到離地是加速過程蹲，然后突然蹬地。從開始蹬地到離地是加速過程（視為勻加速），加速過程中重心上升的距離稱

4、為（視為勻加速），加速過程中重心上升的距離稱為“加速距離加速距離”。離地后重心繼續(xù)上升，在此過程中重。離地后重心繼續(xù)上升，在此過程中重心上升的最大距離稱為心上升的最大距離稱為“豎直高度豎直高度”。現有下列數據：?，F有下列數據：人原地上跳的人原地上跳的“加速距離加速距離”d1=0.50m , “豎直高豎直高度度 ” h1= 1 . 0 m ； 跳 蚤 原 地 上 跳 的； 跳 蚤 原 地 上 跳 的 “ 加 速 距加 速 距離離”d2=0.00080m , “豎直高度豎直高度”h2=0.10m 。假想人。假想人具有與跳蚤相等的起跳加速度，而具有與跳蚤相等的起跳加速度，而“加速距離加速距離”仍為仍

5、為0.50m ，則人上跳的，則人上跳的“豎直高度豎直高度”是多少？是多少？文字文字情景情景人（跳蚤）從曲腿到直立，重心上升。人（跳蚤）從曲腿到直立，重心上升。對象模型對象模型過程模型過程模型人（跳蚤）的重心人（跳蚤）的重心初速度為零的勻加速直線運動初速度為零的勻加速直線運動離地后重心繼續(xù)上升離地后重心繼續(xù)上升豎直上拋運動豎直上拋運動文字文字情景情景對象模型對象模型過程模型過程模型人（跳蚤）的重心人（跳蚤）的重心模型模型 解：用解：用a表示跳蚤起跳的加速度，表示跳蚤起跳的加速度， v2表表示離地時的速度，則對加速過程和離地后上示離地時的速度，則對加速過程和離地后上升過程分別有升過程分別有 v2

6、2=2ad2 v2 2=2gh2 若假想人具有和跳蚤相同的加速度若假想人具有和跳蚤相同的加速度a，令令v1表示在這種假想下人離地時的速度，表示在這種假想下人離地時的速度，H表示與此相應的豎直高度，則對加速過程和表示與此相應的豎直高度，則對加速過程和離地后上升過程分別有離地后上升過程分別有 v1 2=2ad1 v1 2=2gH 由以上各式可得由以上各式可得H =h2d1/d2，代入數值，代入數值 得得 H =63m模型模型規(guī)律、運算規(guī)律、運算v2dh【范例【范例1】構造了兩個理想模型：】構造了兩個理想模型： 質點的質點的對象模型對象模型，平拋運動的，平拋運動的過程模型過程模型?！痉独痉独?】構

7、造了三個理想模型：】構造了三個理想模型： 重心的重心的對象模型對象模型，初速度為零的勻加速運動，初速度為零的勻加速運動和豎直上拋運動的和豎直上拋運動的過程模型過程模型。 復雜的陀螺運動（跳蚤跳躍）抽象成我們熟悉復雜的陀螺運動（跳蚤跳躍）抽象成我們熟悉的運動過程。的運動過程。 小結：小結：建立建立“物理模型物理模型”是物理學最重要和有效的研究方法是物理學最重要和有效的研究方法理想化的理想化的對象模型對象模型實際問題實際問題 的過程的過程理想化的理想化的過程模型過程模型實際的研實際的研究對象究對象物理模型所物理模型所對應的規(guī)律對應的規(guī)律模型思維方法模型思維方法是對研究對象加以簡化和抽象，突出是對研

8、究對象加以簡化和抽象，突出主要因素，忽略次要因素，進行研究和處理物理問主要因素，忽略次要因素，進行研究和處理物理問題的一般方法。題的一般方法。理想化理想化過程是模型法的精髓。過程是模型法的精髓。閱讀閱讀“同步學習資料同步學習資料”研究飛機兩翼的電勢差研究飛機兩翼的電勢差研究火車過橋時間研究火車過橋時間研究水珠下落受研究水珠下落受到空氣的阻力到空氣的阻力研究小孩下滑時間研究小孩下滑時間飛機飛機火車火車水珠水珠小孩小孩質點質點球體球體輕桿輕桿導線導線強化練習強化練習1：下列情景中對象模型和過程模型各是什么？下列情景中對象模型和過程模型各是什么？ 強化練習強化練習2：如風速加倍，建筑物受到的風力將變

9、為原如風速加倍，建筑物受到的風力將變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮縼淼亩嗌俦?？情景情?對象模型對象模型 過程模型過程模型v tsv對象模型：對象模型：長方體氣柱長方體氣柱過程模型：過程模型：碰撞過程碰撞過程規(guī)律規(guī)律：動量定理動量定理運用碰撞過程求解運用碰撞過程求解解：氣體柱和墻壁相作用過程，由動量定理解：氣體柱和墻壁相作用過程，由動量定理 Ft = mv =vt s v 得得F= sv v = sv2 故，風速加倍，墻壁受力為原來的故，風速加倍，墻壁受力為原來的4倍倍啟示：啟示：流動的氣體、液體，電子流和其他粒流動的氣體、液體，電子流和其他粒子流都可以構造長方體的對象模型，其特點子流都可以構造長方體的對象

10、模型，其特點是與流動的速度有關。是與流動的速度有關。 例例3、 (2006北京北京)磁流體推進船的動力來源于電流與磁場間的相互磁流體推進船的動力來源于電流與磁場間的相互作用，圖作用，圖1是在平靜海面上某實驗船的示意圖，磁流體推進器由磁體、是在平靜海面上某實驗船的示意圖，磁流體推進器由磁體、電極和矩形通道（簡稱通道）組成。電極和矩形通道（簡稱通道）組成。 如圖如圖2所示，通道尺寸所示，通道尺寸a=2.0m、b=0.15m、c=0.10m，工作時，在，工作時，在通道內沿通道內沿z軸正方向加軸正方向加B=8. 0T的勻強磁場；沿的勻強磁場；沿x軸負方向加勻強電場，軸負方向加勻強電場，使兩極板間的電壓

11、使兩極板間的電壓U=99.6V；海水沿；海水沿y軸方向流過通道。已知海水的電軸方向流過通道。已知海水的電阻率阻率=0.20m。 1、船靜止時，求電源接通瞬間推進器對海水推力的大小和方向；、船靜止時，求電源接通瞬間推進器對海水推力的大小和方向； 2、船以、船以vs=5.0m/s的速度勻速前進。以船為參照物，海水以的速度勻速前進。以船為參照物，海水以5.0m/s的速率涌入進水口，由于通道的截面積小于進水口的截面積，在通道的速率涌入進水口，由于通道的截面積小于進水口的截面積，在通道內海水的速率增加到內海水的速率增加到vd=8.0m/s。求此時金屬板間的感應電動勢。求此時金屬板間的感應電動勢U感感。

12、3、船行駛時，通道中海水兩側的電壓按、船行駛時，通道中海水兩側的電壓按U =U-U感感計算，海水受到電計算，海水受到電磁力的磁力的80%可以轉換為船的動力。當船以可以轉換為船的動力。當船以vs=5.0m/s的速度勻速前進時，的速度勻速前進時，求海水推力的功率。求海水推力的功率。 情景：情景： 推進器中海水在磁場的作用下向后運動（電磁泵）推進器中海水在磁場的作用下向后運動（電磁泵）文字：文字： 1、動力來源于電流與磁場間的相互作用動力來源于電流與磁場間的相互作用 2、磁流體推進器由磁體、電極和矩形通道、磁流體推進器由磁體、電極和矩形通道 （簡稱通道）組成。（簡稱通道）組成。 3、海水沿海水沿Y軸

13、方向流過通道軸方向流過通道；模型：模型： 對象模型：對象模型： 過程模型：過程模型：規(guī)律：規(guī)律： 情景：情景： 推進器中海水在磁場的作用下向后運動推進器中海水在磁場的作用下向后運動（電磁泵電磁泵）BIL F, SLR , I R RU U通電導體通電導體通電導體在磁場中受安培力作用通電導體在磁場中受安培力作用解答：解答：(1)根據安培力公式根據安培力公式,推力推力F1=I1Bb,其中其中 I1= , R 則則Ft= N對海水推力的方向沿對海水推力的方向沿y軸正方向軸正方向(向右向右)(2)U感感=B vd b=9.6 V(3)根據歐姆定律，根據歐姆定律，I2= A安培力安培力F2=I2Bb=7

14、20 N對船的推力對船的推力F=80%F2=576 N推力的功率推力的功率P=F vs =80%F2 vs =2 880 WR RU Ua ac cb b7 79 96 6. .8 8 B BU UB Bb bR RU U ac6 60 00 0 b bR RU U acbBU)(d 二、后期復習的建議二、后期復習的建議 1、多題歸一，就是找模型。、多題歸一，就是找模型。 2、遇到新題（尤其是現在流行的、遇到新題（尤其是現在流行的“信息題信息題”）特別要想想怎樣建立正確的物理模型。特別要想想怎樣建立正確的物理模型。結束語結束語 高考中我們所面對的所有問題都是有模型依據高考中我們所面對的所有問題

15、都是有模型依據的，模型所對應的規(guī)律也是早已被驗證是正確的。的，模型所對應的規(guī)律也是早已被驗證是正確的。 一、我們的任務：一、我們的任務： 1、是將具體的問題轉化成一個模型；、是將具體的問題轉化成一個模型； 2、是將這個模型所遵循的所有規(guī)律都找出來。、是將這個模型所遵循的所有規(guī)律都找出來。物理解題中常見的模型物理解題中常見的模型對象模型對象模型過程模型過程模型特征特征質點質點靜止、勻速運動、勻靜止、勻速運動、勻（變）加速直線運動，（變）加速直線運動，拋體運動、圓周運動、拋體運動、圓周運動、振動、碰撞振動、碰撞與物體的大小、形與物體的大小、形狀無關，所受力為狀無關，所受力為共點力共點力輕桿輕桿靜止

16、、直線運動靜止、直線運動與物體的線度有關與物體的線度有關（不討論轉動）（不討論轉動）物理解題中常見的模型物理解題中常見的模型對象模型對象模型過程模型過程模型主要特征主要特征點電荷點電荷在電場中加速，偏轉在電場中加速，偏轉在磁場中做勻速圓周運動在磁場中做勻速圓周運動不計大小、有時可不計大小、有時可以忽略掉重力以忽略掉重力導線導線切割磁感線產生感應電動勢切割磁感線產生感應電動勢=BLV=BLV方向由右手定則來判定方向由右手定則來判定與導線的長度有關，與導線的長度有關，與導線的大小、粗與導線的大小、粗細、物態(tài)無關細、物態(tài)無關線圈線圈磁通量變化產生感應電動勢磁通量變化產生感應電動勢=N=N / /t t方向由楞次定律判定方向由楞次定律判定與線圈的面積有關，與線圈的面積有關，與線圈的高度沒有與線圈的高度沒有關系關系