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高中典型物理模型及方法（精华）
◆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=m2F1?m1F2(N为两物体间相互作用力), m1?m2m1 m2 N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 ?m2m1?m2F F=(m1+m2)aN=m2aN=Fm1 m2 m2F m1?m2②F1≠0；F2≠0 N=F=m1(m2g)?m2(m1g) m2F1?m1F2m1?m2m1?m2 F=m1(m2g)?m2(m1gsin?) m1?m2情F=(F2?0就是上面的mA(mBg)?mBF m1?m2 况) F1>F2m1>m2N1 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 精心整理 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'=mv2R 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=mv/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：V （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） ?v22?2?F?m?m?2R?m（）R ?x建立方程组?RT??Fy?0?gR 精心整理 3．离心运动 在向心力公式Fn=mv/R中，Fn是物体所受合外力所能提供的向心力，mv/R是物体作圆周运动所向心力。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，物体将沿切去，离圆心越来越远；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 2 2 需要的所需要线飞周之间 ?=tg?物体沿斜面匀速下滑或静止?>tg?物体静止于斜面 ? ◆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。 如图：杆对球的作用力由运动情况决定只有?=arctg(agα╰ )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？ mL ·'''VB?2VA?VA12 2gR?mgR=mvB2R11'2'2整体下摆2mgR=mg+mvA?mvB 222假设单B下摆,最低点的速度VB=''VB?2VA==3gR5；E 62gR>V=2gR 5Bα╰ 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 ①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， ②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V0 ◆5．超重失重模型 系统的重心在竖直方向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 ？ ◆6.碰撞讲解 a ? 模型： 两个相当重要典型的物理模 F 型，后面的动量守恒中专题 图9 m