《株洲市中學(xué)高三物理專題復(fù)習(xí)教學(xué)競賽演示課件與教學(xué)設(shè)計(jì)《物理模型的構(gòu)建》物理模型的構(gòu)建（劉志能）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《株洲市中學(xué)高三物理專題復(fù)習(xí)教學(xué)競賽演示課件與教學(xué)設(shè)計(jì)《物理模型的構(gòu)建》物理模型的構(gòu)建（劉志能）（21頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)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(zhuǎn)，同時平桌面上快速繞軸旋轉(zhuǎn)，同時以速度以速度v0向右運(yùn)動，若陀螺的向右運(yùn)動，若陀螺的轉(zhuǎn)動軸在全部時間內(nèi)都保持豎轉(zhuǎn)動軸在全部時間內(nèi)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(xiàn)：從題文中發(fā)現(xiàn)：“陀螺的轉(zhuǎn)動陀螺的轉(zhuǎn)動軸在全部時間內(nèi)都保持豎直軸在全部時間內(nèi)都保持豎直”， 因此將陀螺當(dāng)作平動的

2、物體研因此將陀螺當(dāng)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(zhuǎn)，同時速繞軸旋轉(zhuǎn)，同時以速度以速度v0向右運(yùn)動，向右運(yùn)動，若陀螺的轉(zhuǎn)動軸在若陀螺的轉(zhuǎn)動軸在全部時間內(nèi)都保持全部時間內(nèi)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(diǎn)的軌跡恰好經(jīng)過桌邊，點(diǎn)的軌跡恰好經(jīng)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(yùn)動左上邊緣取陀螺運(yùn)動左上邊緣A點(diǎn)點(diǎn)為研究對象為研究對象A點(diǎn)

3、點(diǎn)做平拋運(yùn)動做平拋運(yùn)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(xiàn)現(xiàn)A操作運(yùn)算操作運(yùn)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(yùn)算操作運(yùn)算平拋運(yùn)動平拋運(yùn)動文字文字情景情景模型模型規(guī)律規(guī)律操作運(yùn)算操作運(yùn)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(xiàn)有下列數(shù)據(jù)：?，F(xiàn)有下列數(shù)據(jù)：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(yùn)動初速度為零的勻加速直線運(yùn)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(yùn)動豎直上拋運(yùn)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(yīng)的豎直高度，則對加速過程和表示與此相應(yīng)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(shù)值，代入數(shù)值 得得 H =63m模型模型規(guī)律、運(yùn)算規(guī)律、運(yùn)算v2dh【范例【范例1】構(gòu)造了兩個理想模型：】構(gòu)造了兩個理想模型： 質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的對象模型對象模型，平拋運(yùn)動的，平拋運(yùn)動的過程模型過程模型。【范例【范例2】構(gòu)

7、造了三個理想模型：】構(gòu)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(yùn)動，初速度為零的勻加速運(yùn)動和豎直上拋運(yùn)動的和豎直上拋運(yùn)動的過程模型過程模型。 復(fù)雜的陀螺運(yùn)動（跳蚤跳躍）抽象成我們熟悉復(fù)雜的陀螺運(yùn)動（跳蚤跳躍）抽象成我們熟悉的運(yùn)動過程。的運(yùn)動過程。 小結(jié)：小結(jié)：建立建立“物理模型物理模型”是物理學(xué)最重要和有效的研究方法是物理學(xué)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(shí)際問題實(shí)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(shí)際的研實(shí)際的研究對象究對象物理模型所物理模型所對應(yīng)的規(guī)律對應(yīng)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(jìn)行研究和處理物理問主要因素，忽略次要因素，進(jìn)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(xué)習(xí)資料同步學(xué)習(xí)資料”研究飛機(jī)兩翼的電勢差研究飛機(jī)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(jī)飛機(jī)火車火車水珠水珠小孩小孩質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)球體球體輕桿輕桿導(dǎo)線導(dǎo)線強(qiáng)化練習(xí)強(qiáng)化練習(xí)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(qiáng)化練習(xí)強(qiáng)化練習(xí)2：如風(fēng)速加倍，建筑物受到的風(fēng)力將變

9、為原如風(fēng)速加倍，建筑物受到的風(fēng)力將變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦?？來的多少倍？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(yùn)用碰撞過程求解運(yùn)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(fēng)速加倍，墻壁受力為原來的故，風(fēng)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(gòu)造長方體的對象模型，其特點(diǎn)子流都可以構(gòu)造長方體的對象

10、模型，其特點(diǎn)是與流動的速度有關(guān)。是與流動的速度有關(guān)。 例例3、 (2006北京北京)磁流體推進(jìn)船的動力來源于電流與磁場間的相互磁流體推進(jìn)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(shí)驗(yàn)船的示意圖，磁流體推進(jìn)器由磁體、是在平靜海面上某實(shí)驗(yàn)船的示意圖，磁流體推進(jìn)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(nèi)沿通道內(nèi)沿z軸正方向加軸正方向加B=8. 0T的勻強(qiáng)磁場；沿的勻強(qiáng)磁場；沿x軸負(fù)方向加勻強(qiáng)電場，軸負(fù)方向加勻強(qiáng)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(jìn)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(jìn)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(jìn)。以船為參照物，海水以的速度勻速前進(jìn)。以船為參照物，海水以5.0m/s的速率涌入進(jìn)水口，由于通道的截面積小于進(jìn)水口的截面積，在通道的速率涌入進(jìn)水口，由于通道的截面積小于進(jìn)水口的截面積，在通道內(nèi)海水的速率增加到內(nèi)海水的速率增加到vd=8.0m/s。求此時金屬板間的感應(yīng)電動勢。求此時金屬板間的感應(yīng)電動勢U感感。

12、3、船行駛時，通道中海水兩側(cè)的電壓按、船行駛時，通道中海水兩側(cè)的電壓按U =U-U感感計(jì)算，海水受到電計(jì)算，海水受到電磁力的磁力的80%可以轉(zhuǎn)換為船的動力。當(dāng)船以可以轉(zhuǎn)換為船的動力。當(dāng)船以vs=5.0m/s的速度勻速前進(jìn)時，的速度勻速前進(jìn)時，求海水推力的功率。求海水推力的功率。 情景：情景： 推進(jìn)器中海水在磁場的作用下向后運(yùn)動（電磁泵）推進(jìn)器中海水在磁場的作用下向后運(yùn)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(jìn)器由磁體、電極和矩形通道、磁流體推進(jìn)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(jìn)器中海水在磁場的作用下向后運(yùn)動推進(jìn)器中海水在磁場的作用下向后運(yùn)動（電磁泵電磁泵）BIL F, SLR , I R RU U通電導(dǎo)體通電導(dǎo)體通電導(dǎo)體在磁場中受安培力作用通電導(dǎo)體在磁場中受安培力作用解答：解答：(1)根據(jù)安培力公式根據(jù)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(jù)歐姆定律，根據(jù)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(fù)習(xí)的建議二、后期復(fù)習(xí)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(xiàn)在流行的、遇到新題（尤其是現(xiàn)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(jié)束語結(jié)束語 高考中我們所面對的所有問題都是有模型依據(jù)高考中我們所面對的所有問題

15、都是有模型依據(jù)的，模型所對應(yīng)的規(guī)律也是早已被驗(yàn)證是正確的。的，模型所對應(yīng)的規(guī)律也是早已被驗(yàn)證是正確的。 一、我們的任務(wù)：一、我們的任務(wù)： 1、是將具體的問題轉(zhuǎn)化成一個模型；、是將具體的問題轉(zhuǎn)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(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)靜止、勻速運(yùn)動、勻靜止、勻速運(yùn)動、勻（變）加速直線運(yùn)動，（變）加速直線運(yùn)動，拋體運(yùn)動、圓周運(yùn)動、拋體運(yùn)動、圓周運(yùn)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(guān)，所受力為狀無關(guān)，所受力為共點(diǎn)力共點(diǎn)力輕桿輕桿靜止

16、、直線運(yùn)動靜止、直線運(yùn)動與物體的線度有關(guān)與物體的線度有關(guān)（不討論轉(zhuǎn)動）（不討論轉(zhuǎn)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(diǎn)電荷點(diǎn)電荷在電場中加速，偏轉(zhuǎn)在電場中加速，偏轉(zhuǎn)在磁場中做勻速圓周運(yùn)動在磁場中做勻速圓周運(yùn)動不計(jì)大小、有時可不計(jì)大小、有時可以忽略掉重力以忽略掉重力導(dǎo)線導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)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(dǎo)線的長度有關(guān)，與導(dǎo)線的長度有關(guān)，與導(dǎo)線的大小、粗與導(dǎo)線的大小、粗細(xì)、物態(tài)無關(guān)細(xì)、物態(tài)無關(guān)線圈線圈磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)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(guān)，與線圈的面積有關(guān)，與線圈的高度沒有與線圈的高度沒有關(guān)系關(guān)系