北京高考用24個(gè)物理模型

1、 北京高考常用24個(gè)物理模型 整理：冬子 物理復(fù)習(xí)和做題時(shí)需要注意思考、善于歸納整理，對(duì)于例題做到觸類旁通，舉一反三，把老師的知識(shí)和解題能力變成自己的知識(shí)和解題能力，下面是物理解題中常見的24個(gè)解題模型，從力學(xué)、運(yùn)動(dòng)、電磁學(xué)、振動(dòng)和波、光學(xué)到原子物理，基本涵蓋高中物理知識(shí)的各個(gè)方面。主要模型歸納整理如下：模型一：超重和失重2模型二：斜面2模型三：連接體2模型四：輕繩、輕桿3模型五：上拋和平拋4模型六：水流星 (豎直平面圓周運(yùn)動(dòng))5模型七：萬有引力7模型八：汽車啟動(dòng)7模型九：碰撞8模型十：子彈打木塊：9模型十一：滑塊10模型十二：人船模型11模型十三：傳送帶11模型十四：彈簧振子和單擺12模型十

2、五：振動(dòng)和波13模型十六：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)14模型十七：電磁場(chǎng)中的單杠運(yùn)動(dòng)16模型十八：磁流體發(fā)電機(jī)模型17模型十九：輸電18模型二十：限流分壓法測(cè)電阻18模型二十一：半偏法測(cè)電阻19模型二十二：光學(xué)模型20模型二十三：玻爾模型21模型二十四：放射現(xiàn)象和核反應(yīng)22模型一：超重和失重系統(tǒng)的重心在豎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(加速向上或減速向下)F=m(g+a)；向下失重(加速向下或減速上升)F=m(g-a)難點(diǎn)：一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致系統(tǒng)重心的運(yùn)動(dòng) 繩剪斷后臺(tái)稱示數(shù) 鐵木球的運(yùn)動(dòng) 系統(tǒng)重心向下加速 用同體積的水去補(bǔ)充aqFm 斜面對(duì)地面的壓力? 地面對(duì)斜面摩擦

3、力? 導(dǎo)致系統(tǒng)重心如何運(yùn)動(dòng)？模型二：斜面搞清物體對(duì)斜面壓力為零的臨界條件斜面固定：物體在斜面上情況由傾角和摩擦因素決定=tg物體沿斜面勻速下滑或靜止 > tg物體靜止于斜面< tg物體沿斜面加速下滑a=g(sin一cos) 模型三：連接體是指運(yùn)動(dòng)中幾個(gè)物體或疊放在一起、或并排擠放在一起、或用細(xì)繩、細(xì)桿聯(lián)系在一起的物體組。解決這類問題的基本方法是整體法和隔離法。 整體法：指連接體內(nèi)的物體間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),可以把物體組作為整體，對(duì)整體用牛二定律列方程。 隔離法：指在需要求連接體內(nèi)各部分間的相互作用(如求相互間的壓力或相互間的摩擦力等)時(shí)，把某物體從連接體中隔離出來進(jìn)行分析的方法。 連接體

4、的圓周運(yùn)動(dòng)：兩球有相同的角速度；兩球構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒(單個(gè)球機(jī)械能不守恒)m1m2與運(yùn)動(dòng)方向和有無摩擦(相同)無關(guān)，及與兩物體放置的方式都無關(guān)。平面、斜面、豎直都一樣。只要兩物體保持相對(duì)靜止記住：N= (N為兩物體間相互作用力), 一起加速運(yùn)動(dòng)的物體的分子m1F2和m2F1兩項(xiàng)的規(guī)律并能應(yīng)用討論：F10；F2=0 N=m2m1F F10；F20N= (是上面的情況)F=F=F=F1>F2 m1>m2 N1<N2例如：N5對(duì)6=(m為第6個(gè)以后的質(zhì)量) 第12對(duì)13的作用力 N12對(duì)13=模型四：輕繩、輕桿繩只能受拉力，桿能沿桿方向的拉、壓、橫向及任意方向的力。 通過輕桿連

5、接的物體 如圖：桿對(duì)球的作用力由運(yùn)動(dòng)情況決定只有=arctg()時(shí)才沿桿方向 最高點(diǎn)時(shí)桿對(duì)球的作用力Em，qL·O。 假設(shè)單B下擺，最低點(diǎn)的速度VB= mgR=整體下擺2mgR=mg+ = ； => VB= 所以AB桿對(duì)B做正功，AB桿對(duì)A做負(fù)功 通過輕繩連接的物體在沿繩連接方向(可直可曲)，具有共同的v和a。特別注意：兩物體不在沿繩連接方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，先應(yīng)把兩物體的v和a在沿繩方向分解，求出兩物體的v和a的關(guān)系式，被拉直瞬間，沿繩方向的速度突然消失，此瞬間過程存在能量的損失。討論：若作圓周運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)速度 V0<，運(yùn)動(dòng)情況為先平拋，繩拉直時(shí)沿繩方向的速度消失。 即是有能量損失

6、，繩拉緊后沿圓周下落機(jī)械能守恒。而不能夠整個(gè)過程用機(jī)械能守恒。 自由落體時(shí)，在繩瞬間拉緊(沿繩方向的速度消失)有能量損失(即v1突然消失)，再v2下擺機(jī)械能守恒模型五：上拋和平拋1豎直上拋運(yùn)動(dòng)：速度和時(shí)間的對(duì)稱 分過程：上升過程勻減速直線運(yùn)動(dòng),下落過程初速為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng). 全過程：是初速度為V0加速度為-g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)。(1)上升最大高度:H = (2)上升的時(shí)間:t= (3)從拋出到落回原位置的時(shí)間:t =2 (4)上升、下落經(jīng)過同一位置時(shí)的加速度相同，而速度等值反向 (5)上升、下落經(jīng)過同一段位移的時(shí)間相等。 (6)勻變速運(yùn)動(dòng)適用全過程S = Vo t g t2 ; Vt = V

7、og t ; Vt2Vo2 = 2gS (S、Vt的正負(fù)號(hào)的理解)2.平拋運(yùn)動(dòng)：勻速直線運(yùn)動(dòng)和初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)（1）運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：a、只受重力；b、初速度與重力垂直。其運(yùn)動(dòng)的加速度卻恒為重力加速度g，是一個(gè)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，在任意相等時(shí)間內(nèi)速度變化相等。（2）平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法：可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)既具有獨(dú)立性又具有等時(shí)性。（3）平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：做平拋運(yùn)動(dòng)的物體，任意時(shí)刻速度的反向延長(zhǎng)線一定經(jīng)過此時(shí)沿拋出方向水平總位移的中點(diǎn)。證：平拋運(yùn)動(dòng)示意如圖，設(shè)初速度為V0，某時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，位置坐標(biāo)為(x,y ),所用時(shí)間為t.此時(shí)速度與水平方向

8、的夾角為,速度的反向延長(zhǎng)線與水平軸的交點(diǎn)為,位移與水平方向夾角為.以物體的出發(fā)點(diǎn)為原點(diǎn)，沿水平和豎直方向建立坐標(biāo)。依平拋規(guī)律有: 速度： Vx= V0 Vy=gt 位移: Sx= Vot 由得： 即 所以: 式說明：做平拋運(yùn)動(dòng)的物體，任意時(shí)刻速度的反向延長(zhǎng)線一定經(jīng)過此時(shí)沿拋出方向水總位移的中點(diǎn)。模型六：水流星 (豎直平面圓周運(yùn)動(dòng))變速圓周運(yùn)動(dòng)研究物體通過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的情況，并且經(jīng)常出現(xiàn)臨界狀態(tài)。(圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例) 火車轉(zhuǎn)彎 汽車過拱橋、凹橋3飛機(jī)做俯沖運(yùn)動(dòng)時(shí)，飛行員對(duì)座位的壓力。物體在水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)（汽車在水平公路轉(zhuǎn)彎，水平轉(zhuǎn)盤上的物體，繩拴著的物體在光滑水平面上繞繩的一端旋轉(zhuǎn)）和物體在豎

9、直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)（翻滾過山車、水流星、雜技節(jié)目中的飛車走壁等）。萬有引力衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)、庫(kù)侖力電子繞核旋轉(zhuǎn)、洛侖茲力帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)、重力與彈力的合力錐擺、（關(guān)健要搞清楚向心力怎樣提供的）（1） 火車轉(zhuǎn)彎：設(shè)火車彎道處內(nèi)外軌高度差為h，內(nèi)外軌間距L，轉(zhuǎn)彎半徑R。由于外軌略高于內(nèi)軌，使得火車所受重力和支持力的合力F合提供向心力。 (是內(nèi)外軌對(duì)火車都無摩擦力的臨界條件)火車提速靠增大軌道半徑或傾角來實(shí)現(xiàn)（2） 無支承的小球：在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)過最高點(diǎn)情況：受力：由mg+T=mv2/L知,小球速度越小,繩拉力或環(huán)壓力T越小,T最小值只能為零,此時(shí)小球重力作向心力。結(jié)論：最高點(diǎn)時(shí)繩子(或軌

10、道)對(duì)小球沒有力的作用，此時(shí)只有重力提供作向心力。 能過最高點(diǎn)條件：VV臨（當(dāng)VV臨時(shí)，繩、軌道對(duì)球分別產(chǎn)生拉力、壓力） 不能過最高點(diǎn)條件：V<V臨(實(shí)際上球還未到最高點(diǎn)就脫離了軌道) 恰能通過最高點(diǎn)時(shí)：mg=，臨界速度V臨=；可認(rèn)為距此點(diǎn) (或距圓的最低點(diǎn))處落下的物體。此時(shí)最低點(diǎn)需要的速度為V低臨= 最低點(diǎn)拉力大于最高點(diǎn)拉力F=6mg 最高點(diǎn)狀態(tài): mg+T1= (臨界條件T1=0, 臨界速度V臨=, VV臨才能通過)最低點(diǎn)狀態(tài): T2- mg = 高到低過程機(jī)械能守恒: T2- T1=6mg(g可看為等效加速度) 半圓：過程mgR= 最低點(diǎn)T-mg= 繩上拉力T=3mg； 過低點(diǎn)的

11、速度為V低 = 小球在與懸點(diǎn)等高處?kù)o止釋放運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，最低點(diǎn)時(shí)的向心加速度a=2g與豎直方向成q角下擺時(shí),過低點(diǎn)的速度為V低 =,此時(shí)繩子拉力T=mg(3-2cosq)（3） 有支承的小球：在豎直平面作圓周運(yùn)動(dòng)過最高點(diǎn)情況：臨界條件：桿和環(huán)對(duì)小球有支持力的作用 當(dāng)V=0時(shí)，N=mg（可理解為小球恰好轉(zhuǎn)過或恰好轉(zhuǎn)不過最高點(diǎn)） 恰好過最高點(diǎn)時(shí)，此時(shí)從高到低過程 mg2R= 低點(diǎn)：T-mg=mv2/R T=5mg ；恰好過最高點(diǎn)時(shí)，此時(shí)最低點(diǎn)速度：V低 =注意：物理圓與幾何圓的最高點(diǎn)、最低點(diǎn)的區(qū)別(以上規(guī)律適用于物理圓,但最高點(diǎn),最低點(diǎn), g都應(yīng)看成等效的情況)勻速圓周運(yùn)動(dòng) 在向心力公式Fn=mv

12、2/R中，F(xiàn)n是物體所受合外力所能提供的向心力，mv2/R是物體作圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力。當(dāng)提供的向心力等于所需要的向心力時(shí)，物體將作圓周運(yùn)動(dòng)；若提供的向心力消失或小于所需要的向心力時(shí)，物體將做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，即離心運(yùn)動(dòng)。其中提供的向心力消失時(shí)，物體將沿切線飛去，離圓心越來越遠(yuǎn)；提供的向心力小于所需要的向心力時(shí)，物體不會(huì)沿切線飛去，但沿切線和圓周之間的某條曲線運(yùn)動(dòng)，逐漸遠(yuǎn)離圓心。模型七：萬有引力1思路和方法：衛(wèi)星或天體的運(yùn)動(dòng)看成勻速圓周運(yùn)動(dòng), F心=F萬 (類似原子模型)2公式：G=man，又an=， 則v=，T= 3求中心天體的質(zhì)量M和密度由G=mr =mM= ()=(當(dāng)r=R即近地衛(wèi)星

13、繞中心天體運(yùn)行時(shí))=（M=V球=r3） s球面=4r2 s=r2 (光的垂直有效面接收，球體推進(jìn)輻射) s球冠=2Rh軌道上正常轉(zhuǎn)： F引=G= F心= ma心= m2 R= mm4n2 R 地面附近： G= mg GM=gR2 (黃金代換式) mg = m=v第一宇宙=7.9km/s 題目中常隱含：(地球表面重力加速度為g)；這時(shí)可能要用到上式與其它方程聯(lián)立來求解。軌道上正常轉(zhuǎn)： G= m 沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的幾個(gè)結(jié)論: v=，T=理解近地衛(wèi)星：來歷、意義 萬有引力重力=向心力、 r最小時(shí)為地球半徑、最大的運(yùn)行速度=v第一宇宙=7.9km/s (最小的發(fā)射速度)；T最小=84.8min=1.

14、4h同步衛(wèi)星幾個(gè)一定：三顆可實(shí)現(xiàn)全球通訊(南北極仍有盲區(qū)) 軌道為赤道平面 T=24h=86400s 離地高h(yuǎn)=3.56104km(為地球半徑的5.6倍) V同步=3.08km/sV第一宇宙=7.9km/s w=15o/h(地理上時(shí)區(qū)) a=0.23m/s2運(yùn)行速度與發(fā)射速度、變軌速度的區(qū)別衛(wèi)星的能量:r增v減小(EK減小<Ep增加),所以 E總增加;需克服引力做功越多,地面上需要的發(fā)射速度越大衛(wèi)星在軌道上正常運(yùn)行時(shí)處于完全失重狀態(tài),與重力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)不能進(jìn)行應(yīng)該熟記常識(shí)：地球公轉(zhuǎn)周期1年, 自轉(zhuǎn)周期1天=24小時(shí)=86400s, 地球表面半徑6.4103km 表面重力加速度g=9.8 m

15、/s2 月球公轉(zhuǎn)周期30天模型八：汽車啟動(dòng)具體變化過程可用如下示意圖表示 關(guān)鍵是發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是否達(dá)到額定功率，恒定功率啟動(dòng)速度VF=a=當(dāng)a=0即F=f時(shí)，v達(dá)到最大vm保持vm勻速變加速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)恒定加速度啟動(dòng)a定=即F一定P=F定v即P隨v的增大而增大當(dāng)a=0時(shí)，v達(dá)到最大vm，此后勻速當(dāng)P=P額時(shí)a定=0，v還要增大F=a=勻加速直線運(yùn)動(dòng)變加速（a）運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng) (1)若額定功率下起動(dòng),則一定是變加速運(yùn)動(dòng),因?yàn)闋恳﹄S速度的增大而減小求解時(shí)不能用勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來解。(2)特別注意勻加速起動(dòng)時(shí),牽引力恒定當(dāng)功率隨速度增至預(yù)定功率時(shí)的速度(勻加速結(jié)束時(shí)的速度)，并不是車行的最大速

16、度此后，車仍要在額定功率下做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)(這階段類同于額定功率起動(dòng))直至a=0時(shí)速度達(dá)到最大。模型九：碰撞碰撞特點(diǎn)動(dòng)量守恒 碰后的動(dòng)能不可能比碰前大 對(duì)追及碰撞,碰后后面物體的速度不可能大于前面物體的速度。彈性碰撞： 彈性碰撞應(yīng)同時(shí)滿足： 一動(dòng)一靜且二球質(zhì)量相等時(shí)的彈性正碰：速度交換大碰小一起向前；質(zhì)量相等，速度交換；小碰大，向后返。原來以動(dòng)量(P)運(yùn)動(dòng)的物體，若其獲得等大反向的動(dòng)量時(shí)，是導(dǎo)致物體靜止或反向運(yùn)動(dòng)的臨界條件?！耙粍?dòng)一靜”彈性碰撞規(guī)律： 即m2v2=0 ；=0 代入(1)、(2)式 解得：v1'=（主動(dòng)球速度下限） v2'=（被碰球速度上限）完全非彈性碰撞應(yīng)

17、滿足： 一動(dòng)一靜的完全非彈性碰撞特點(diǎn)：碰后有共同速度，或兩者的距離最大(最小)或系統(tǒng)的勢(shì)能最大等等多種說法. 討論：E損 可用于克服相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能E損=fd相=mg·d相=一= d相= 也可轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能；轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能、電能發(fā)熱等等；（通過電場(chǎng)力或安培力做功）由上可討論主動(dòng)球、被碰球的速度取值范圍 “碰撞過程”中四個(gè)有用推論推論一：彈性碰撞前、后，雙方的相對(duì)速度大小相等，即： u2u1=12推論二：當(dāng)質(zhì)量相等的兩物體發(fā)生彈性正碰時(shí)，速度互換。推論三：完全非彈性碰撞碰后的速度相等推論四：碰撞過程受(動(dòng)量守恒)(能量不會(huì)增加)和(運(yùn)動(dòng)的合理性)三個(gè)條件的制約。碰撞模型1

18、Av0vsMv0Lv0ABABv0其它的碰撞模型：模型十：子彈打木塊： 子彈擊穿木塊時(shí)，兩者速度不相等；子彈未擊穿木塊時(shí)，兩者速度相等。臨界情況是：當(dāng)子彈從木塊一端到達(dá)另一端，相對(duì)木塊運(yùn)動(dòng)的位移等于木塊長(zhǎng)度時(shí)，兩者速度相等。實(shí)際上子彈打木塊就是一動(dòng)一靜的完全非彈性碰撞設(shè)質(zhì)量為m的子彈以初速度v0射向靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為M的木塊，子彈鉆入木塊深度為d。 從能量的角度看，該過程系統(tǒng)損失的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能。設(shè)平均阻力大小為f，設(shè)子彈、木塊的位移大小分別為s1、s2，如圖所示，顯然有s1-s2=d對(duì)子彈用動(dòng)能定理： 對(duì)木塊用動(dòng)能定理：、相減得： 式意義：fd恰好等于系統(tǒng)動(dòng)能的損失，可見模

19、型十一：滑塊在動(dòng)量問題中我們常常遇到這樣一類問題，如滑塊與滑塊相互作用，滑塊與長(zhǎng)木板相互作用，滑塊與擋板相互作用，子彈射入滑塊等，或在此基礎(chǔ)上加上彈簧或斜面等，這些問題中都涉及到滑塊，故稱之為“滑塊模型”，此模型和子彈打木塊基本相似。V共v0mMSMSml1、運(yùn)動(dòng)情景 對(duì)m：勻減速直線運(yùn)動(dòng) 對(duì)M：勻加速直線運(yùn)動(dòng) 對(duì)整體：m相對(duì)M運(yùn)動(dòng)，最終相對(duì)靜止2、動(dòng)量關(guān)系 對(duì)m： 對(duì)M： 對(duì)整體： 3、能量關(guān)系 對(duì)m：動(dòng)能減小 對(duì)M：動(dòng)能增大 對(duì)整體：動(dòng)能減小 4、臨界條件 速度相等（最大，最小，m恰好不滑下）模型十二：人船模型一個(gè)原來處于靜止?fàn)顟B(tài)的系統(tǒng)，在系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過程中，設(shè)人的質(zhì)量m、速度v、

20、位移s，船的質(zhì)量M、速度V、位移S，在此方向遵從動(dòng)量守恒方程：mv=MV；ms=MS ；位移關(guān)系方程 ： 人船相對(duì)位移 d=s+S s= M/m=Lm/LM20mMmORS1S2模型十三：傳送帶傳送帶以v順時(shí)針勻速運(yùn)動(dòng)，物塊從傳送帶左端無初速釋放。從兩個(gè)視角剖析：力與運(yùn)動(dòng)情況的分析、能量轉(zhuǎn)化情況的分析水平傳送帶：功能關(guān)系：WF=EK+EP+Q。 （a）傳送帶做的功：WF=F·S帶 功率P=F× v帶 （F由傳送帶受力平衡求得） （b）產(chǎn)生的內(nèi)能：Q=f·S相對(duì) （c）如物體無初速放在水平傳送帶上，則物體獲得的動(dòng)能EK，摩擦生熱Q有如下關(guān)系：EK=Q= 。傳送帶形式

21、：1.水平、傾斜和組合三種：傾斜傳送帶模型要分析mgsin與f的大小與方向 2.按轉(zhuǎn)向分順時(shí)針、逆時(shí)針轉(zhuǎn)兩種； 3.按運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分勻速、變速兩種。模型十四：彈簧振子和單擺彈簧振子和簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖2圖1彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，回復(fù)力F=-kx，“回復(fù)力”為振子運(yùn)動(dòng)方向上的合力。加速度為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)具有對(duì)稱性，即以平衡位置（a=0）為圓心，兩側(cè)對(duì)稱點(diǎn)回復(fù)力、加速度、位移都是對(duì)稱的。彈簧可以貯存能量，彈力做功和彈性勢(shì)能的關(guān)系為：W =EP 其中W為彈簧彈力做功。在平衡位置速度、動(dòng)量、動(dòng)能最大；在最大位移處回復(fù)力、加速度、勢(shì)能最大。振動(dòng)周期 T= 2 (T與振子質(zhì)量有關(guān)、與振幅無關(guān)) 通過同一點(diǎn)有相同的位移、速率

22、、回復(fù)力、加速度、動(dòng)能、勢(shì)能；半個(gè)周期，對(duì)稱點(diǎn)速度大小相等、方向相反。半個(gè)周期內(nèi)回復(fù)力的總功為零，總沖量為一個(gè)周期，物體運(yùn)動(dòng)到原來位置，一切參量恢復(fù)。一個(gè)周期內(nèi)回復(fù)力的總功為零，總沖量為零。碰撞過程兩個(gè)重要的臨界點(diǎn)：（1）彈簧處于最長(zhǎng)或最短狀態(tài)：兩物塊共速，具有最大彈性勢(shì)能，系統(tǒng)總動(dòng)能最小。（2）彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)：兩球速度有極值，彈性勢(shì)能為零。V1V2BAV0BAA球速度為V0，B球靜止，彈簧被壓縮狀態(tài)分析受力分析 A球向左，B球向右V2V1過程分析A球減速，B球加速條件分析臨界狀態(tài)：速度相同時(shí)，彈簧壓縮量最大FF單擺 (T與振子質(zhì)量、振幅無關(guān)) 影響重力加速度有：緯度，離地面高度；在不同星球上

23、不同，與萬有引力圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律；系統(tǒng)的狀態(tài)(超、失重情況)；所處的物理環(huán)境有關(guān)，有電磁場(chǎng)時(shí)的情況；靜止于平衡位置時(shí)等于擺線張力與球質(zhì)量的比值。 模型十五：振動(dòng)和波傳播的是振動(dòng)形式和能量,介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近振動(dòng)并不隨波遷移。各質(zhì)點(diǎn)都作受迫振動(dòng)， 起振方向與振源的起振方向相同，離源近的點(diǎn)先振動(dòng)，沒波傳播方向上兩點(diǎn)的起振時(shí)間差=波在這段距離內(nèi)傳播的時(shí)間波源振幾個(gè)周期波就向外傳幾個(gè)波長(zhǎng)。波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)，頻率不改變, 波速v=s/t=/T=f  振動(dòng)圖象 波動(dòng)圖象 橫軸表示的物理量不同。直接讀的物理量不同。 TtxO xyO研究對(duì)象 一個(gè)質(zhì)點(diǎn) 介質(zhì)上的

24、各個(gè)質(zhì)點(diǎn) 研究?jī)?nèi)容 位移隨時(shí)間的變化 某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的空間分布 物理意義 一個(gè)質(zhì)點(diǎn)某時(shí)偏離平衡位置情況。 各質(zhì)點(diǎn)某時(shí)偏離平衡位置情況。圖象變化 圖線延長(zhǎng) 圖線平移 完整曲線一個(gè)周期一個(gè)波長(zhǎng)波的傳播方向質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向（同側(cè)法）知波速和波形畫經(jīng)過t后的波形（特殊點(diǎn)畫法和去整留零法）(1) 波長(zhǎng)、波速、頻率的關(guān)系： l =VT x=vt（適用于一切波）(2) I如果同相若滿足：，則P點(diǎn)的振動(dòng)加強(qiáng)。若滿足：，則P點(diǎn)的振動(dòng)減弱II如果反相，P點(diǎn)振動(dòng)的加強(qiáng)與減弱情況與I所述正好相反。(3)一個(gè)周期質(zhì)點(diǎn)走的路程為4A 半個(gè)周期質(zhì)點(diǎn)走的路程為2A一個(gè)周期波傳播的距離為l 半個(gè)周期波傳播的距離為l/2波的幾種

25、特有現(xiàn)象：疊加、干涉、衍射、多普勒效應(yīng)，知現(xiàn)象及產(chǎn)生條件模型十六：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1、 電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng) 加速 偏轉(zhuǎn)(類平拋)平行E方向：加速度： 再加磁場(chǎng)不偏轉(zhuǎn)時(shí)：水平：l=vot 豎直： 結(jié)論：不論粒子m、q如何，在同一電場(chǎng)中由靜止加速后進(jìn)入，飛出時(shí)側(cè)移和偏轉(zhuǎn)角相同。出場(chǎng)速度的反向延長(zhǎng)線跟入射速度相交于O點(diǎn)，粒子好象從中心點(diǎn)射出一樣。 (分別為出場(chǎng)速度和水平面的夾角、進(jìn)場(chǎng)到出場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)角)2、 磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律： (不能直接用) 1、 找圓心：(圓心的確定)因f洛一定指向圓心，f洛v任意兩個(gè)f洛方向的指向交點(diǎn)為圓心；任意一弦的中垂線一定過圓心； 兩速度方向夾角的角平分線一定過圓

26、心。2、求半徑(兩個(gè)方面)：物理規(guī)律 由軌跡圖得出與半徑R有關(guān)的幾何關(guān)系方程 幾何關(guān)系：速度的偏向角=偏轉(zhuǎn)圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角(回旋角)=2倍的弦切角 相對(duì)的弦切角相等，相鄰弦切角互補(bǔ) 由軌跡畫及幾何關(guān)系式列出：關(guān)于半徑的幾何關(guān)系式去求。3、求粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：偏向角（圓心角、回旋角）=2倍的弦切角，即=2 ×T 4、圓周運(yùn)動(dòng)有關(guān)的對(duì)稱規(guī)律：特別注意在文字中隱含著的臨界條件 a、從同一邊界射入的粒子，又從同一邊界射出時(shí)，速度與邊界的夾角相等。 b、在圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，一定沿徑向射出。3、復(fù)合場(chǎng)中的特殊物理模型1粒子速度選擇器 如圖所示，粒子經(jīng)加速電場(chǎng)后得到一定的速度v0，

27、進(jìn)入正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力方向相反，若使粒子沿直線從右邊孔中出去，則有qv0BqE,v0=E/B，若v= v0=E/B，粒子做直線運(yùn)動(dòng)，與粒子電量、電性、質(zhì)量無關(guān) 若vE/B，電場(chǎng)力大，粒子向電場(chǎng)力方向偏，電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能增加 若vE/B，洛倫茲力大，粒子向磁場(chǎng)力方向偏，電場(chǎng)力做負(fù)功，動(dòng)能減少2.磁流體發(fā)電機(jī) 如圖所示，由燃燒室O燃燒電離成的正、負(fù)離子（等離子體）以高速。噴入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)B中在洛倫茲力作用下，正、負(fù)離子分別向上、下極板偏轉(zhuǎn)、積累，從而在板間形成一個(gè)向下的電場(chǎng)兩板間形成一定的電勢(shì)差當(dāng)qvB=qU/d時(shí)電勢(shì)差穩(wěn)定UdvB，這就相當(dāng)于一個(gè)可以對(duì)外供電的電源3.電磁流量

28、計(jì) 電磁流量計(jì)原理可解釋為：如圖所示，一圓形導(dǎo)管直徑為d，用非磁性材料制成，其中有可以導(dǎo)電的液體向左流動(dòng)導(dǎo)電液體中的自由電荷（正負(fù)離子）在洛倫茲力作用下縱向偏轉(zhuǎn)，a,b間出現(xiàn)電勢(shì)差當(dāng)自由電荷所受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡時(shí)，a、b間的電勢(shì)差就保持穩(wěn)定 由Bqv=Eq=Uq/d，可得v=U/Bd.流量Q=Sv=Ud/4B4.質(zhì)譜儀：如圖所示：組成：離子源O，加速場(chǎng)U，速度選擇器（E,B），偏轉(zhuǎn)場(chǎng)B2，膠片 原理：加速場(chǎng)中qU=½mv2 選擇器中: Bqv=Eq 偏轉(zhuǎn)場(chǎng)中:d2r，qvB2mv2/r 比荷: 質(zhì)量 作用：主要用于測(cè)量粒子的質(zhì)量、比荷、研究同位素5.回旋加速器 如圖所示：組成：兩

29、個(gè)D形盒，大型電磁鐵，高頻振蕩交變電壓，兩縫間可形成電壓U作用：電場(chǎng)用來對(duì)粒子（質(zhì)子、氛核,a粒子等）加速，磁場(chǎng)用來使粒子回旋從而能反復(fù)加速高能粒子是研究微觀物理的重要手段 要求：粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期等于交變電源的變化周期關(guān)于回旋加速器的幾個(gè)問題： (1)回旋加速器中的D形盒，它的作用是靜電屏蔽，使帶電粒子在圓周運(yùn)動(dòng)過程中只處在磁場(chǎng)中而不受電場(chǎng)的干擾，以保證粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng) (2)回旋加速器中所加交變電壓的頻率f,與帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的頻率相等: (3)回旋加速器最后使粒子得到的能量，可由公式 來計(jì)算，在粒子電量，、質(zhì)量m和磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定的情況下，回旋加速器的半徑R越大，粒子的

30、能量就越大模型十七：電磁場(chǎng)中的單杠運(yùn)動(dòng)在電磁場(chǎng)中，“導(dǎo)體棒”主要是以“棒生電”或“電動(dòng)棒”的內(nèi)容出現(xiàn)，從組合情況看有棒與電阻、棒與電容、棒與電感、棒與彈簧等；從導(dǎo)體棒所在的導(dǎo)軌有“平面導(dǎo)軌”、“斜面導(dǎo)軌”“豎直導(dǎo)軌”等。主要考慮棒平動(dòng)切割B時(shí)達(dá)到的最大速度問題；及電路中產(chǎn)生的熱量Q；通過導(dǎo)體棒的電量問題。 （為導(dǎo)體棒在勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的合外力）。求最大速度問題，盡管達(dá)最大速度前運(yùn)動(dòng)為變速運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)電流(電動(dòng)勢(shì))都在變化，但達(dá)最大速度之后，感應(yīng)電流及安培力均恒定，計(jì)算熱量運(yùn)用能量觀點(diǎn)處理，運(yùn)算過程得以簡(jiǎn)捷。Q=WF -Wf- （WF 為外力所做的功； Wf-為克服外界阻力做的功）；流過電路的感應(yīng)

31、電量. 模型要點(diǎn)：（1）力電角度：與“導(dǎo)體單棒”組成的閉合回路中的磁通量發(fā)生變化導(dǎo)體棒產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流導(dǎo)體棒受安培力合外力變化加速度變化速度變化感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化，循環(huán)結(jié)束時(shí)加速度等于零，導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。（2）電學(xué)角度：判斷產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的那一部分導(dǎo)體（電源）利用或求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小利用右手定則或楞次定律判斷電流方向分析電路結(jié)構(gòu)畫等效電路圖。（3）力能角度：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，當(dāng)外力克服安培力做功時(shí)，就有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能；當(dāng)安培力做正功時(shí)，就有電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。模型十八：磁流體發(fā)電機(jī)模型磁流體發(fā)電，是將帶電的流體(離子氣體或液體)以極高的速度噴射到磁場(chǎng)中去，利用磁場(chǎng)對(duì)帶電的

32、流體產(chǎn)生的作用，從而發(fā)出電來。如圖所示，在外磁場(chǎng)中的載流導(dǎo)體除受安培力之外，還會(huì)在與電流、外磁場(chǎng)垂直的方向上出現(xiàn)電荷分離，而產(chǎn)生電勢(shì)差或電場(chǎng)，稱其為霍爾效應(yīng)。從微觀角度來說，當(dāng)一束速度是v的粒子進(jìn)入磁場(chǎng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)一段時(shí)間后，粒子所受的電場(chǎng)力和洛倫茲力相等 這時(shí)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后不再發(fā)生偏轉(zhuǎn)，它所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，這樣就形成了磁流體發(fā)電機(jī)的原型。-E霍爾效應(yīng)示意圖v+Bd 電動(dòng)勢(shì)、電功率模型原理圖 我們可以將運(yùn)動(dòng)的粒子可看成一根根切割磁力線的導(dǎo)電棒，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，會(huì)在棒兩端產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，如右圖所示。為了方便求解，假設(shè)在運(yùn)動(dòng)過程中不變，其中是外界的推力，是安培力。所以利用磁流體發(fā)電，只要

33、加快帶電流體的噴射速度，增加磁場(chǎng)強(qiáng)度，就能提高發(fā)電機(jī)的功率。實(shí)際情況下，考慮等離子體本身的導(dǎo)電性質(zhì)，輸出功率需要乘以一定的系數(shù)。模型十九：輸電遠(yuǎn)距離輸電：畫出遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，包括發(fā)電機(jī)、兩臺(tái)變壓器、輸電線等效電阻和負(fù)載電阻。一般設(shè)兩個(gè)變壓器的初、次級(jí)線圈的匝數(shù)分別為、n1、n1/ n2、n2/，相應(yīng)的電壓、電流、功率也應(yīng)該采用相應(yīng)的符號(hào)來表示。功率之間的關(guān)系是：P1=P1/，P2=P2/，P1/=Pr=P2。電壓之間的關(guān)系是：。電流之間的關(guān)系是：,求輸電線上的電流往往是這類問題的突破口。輸電線上的功率損失和電壓損失也是需要特別注意的。分析和計(jì)算時(shí)都必須用，而不能用。特別重要的是要會(huì)分析輸電

34、線上的功率損失，模型二十：限流分壓法測(cè)電阻 電路由測(cè)量電路和供電電路兩部分組成，其組合以減小誤差。 測(cè)量電路（內(nèi)、外接法）要點(diǎn)：內(nèi)大外小，即內(nèi)接法測(cè)大電阻，外接法測(cè)小電阻。類型電路圖R測(cè)與R真比較條件計(jì)算比較法己知Rv、RA及Rx大致值時(shí)內(nèi)AVR大R測(cè)=RX+RA > RX適于測(cè)大電阻Rx >外AVR小R測(cè)=<Rx適于測(cè)小電阻RX < 選擇方法： Rx與 Rv、RA粗略比較 計(jì)算比較法 Rx 與 比較 供電電路（限流法、分壓法） 以“供電電路”來控制“測(cè)量電路”：采用以小控大的原則電路圖電壓變化范圍電流變化范圍優(yōu)勢(shì)選擇方法限流E電路簡(jiǎn)單附加功耗小Rx比較小、R滑 比較大

35、，R滑全>n倍的Rx通電前調(diào)到最大調(diào)壓0E0電壓變化范圍大要求電壓從0開始變化Rx比較大、R滑 比較小R滑全>Rx/2通電前調(diào)到最小R滑唯一：比較R滑與Rx 控制電路 Rx<R滑<10 Rx 限流方式分壓接法R滑Rx兩種均可，從節(jié)能角度選限流R滑不唯一：實(shí)難要求確定控制電路R滑實(shí)難要求：負(fù)載兩端電壓變化范圍大。負(fù)載兩端電壓要求從0開始變化。電表量程較小而電源電動(dòng)勢(shì)較大。有以上3種要求都采用調(diào)壓供電。無特殊要求都采用限流供電模型二十一：半偏法測(cè)電阻歐姆表測(cè)：使用方法:機(jī)械調(diào)零、選擇量程(大到小)、歐姆調(diào)零、測(cè)量讀數(shù)時(shí)注意擋位(即倍率)、撥off擋。注意:測(cè)量電阻時(shí)，要與原

36、電路斷開,選擇量程使指針在中央附近,每次換擋要重新短接歐姆調(diào)零。電橋法測(cè)：半偏法測(cè)表電阻： 斷s2,調(diào)R1使表滿偏; 閉s2,調(diào)R2使表半偏.則R表=R2；GR2S2R1S1R1SVR2 圖A 圖B 半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻（圖A） 先讓電流通過電流表并使其滿偏，然后接上電阻箱R2，并調(diào)節(jié)它使電流表半偏，由于總電流幾乎不變，電流表和R2上各有一半電流通過，意味著它們電阻相等，即為電流表的內(nèi)阻Rg=R2。 1、先合下S1 ，調(diào)節(jié)R1使電流表指針滿偏. 2、再合下S2，保持電阻R1不變，調(diào)節(jié)R2使電流表指針半偏，記下R2的值. 若R1R2，則Rg=R2 一般情況 R測(cè)量R真實(shí) 半偏法測(cè)電壓表內(nèi)阻（圖B）

37、 先調(diào)分壓使電壓表滿偏，然后接上電阻箱R2，并調(diào)節(jié)它使電壓表半偏，由于總電壓幾乎不變，電壓表和R2上電流相同，意味著它們電阻相等，即為電壓表的內(nèi)阻RV =R2。 1.先合下S ，調(diào)節(jié)R2 =0，再調(diào)節(jié)R1使電壓表指針滿偏. 2.保持變阻器電阻R1不變，調(diào)節(jié)R2使電壓表指針半偏， 記下R0的值. .若R2R1，有 RV = R2， 一般情況 R測(cè)量 R真實(shí)模型二十二：光學(xué)模型美國(guó)邁克耳遜用旋轉(zhuǎn)棱鏡法較準(zhǔn)確的測(cè)出了光速，反射定律(物像關(guān)于鏡面對(duì)稱)；由偏折程度直接判斷各色光的n折射定律 光學(xué)中的一個(gè)現(xiàn)象一串結(jié)論色散現(xiàn)象nv(波動(dòng)性)衍射C臨干涉間距 (粒子性)E光子光電效應(yīng)紅黃紫小大大小大 (明顯

38、)小 (不明顯)容易難大小大小小 (不明顯)大 (明顯)小大難易全反射現(xiàn)象：當(dāng)入射角增大到某一角度C臨時(shí),折射角達(dá)到900,即是折射光線完全消失,只剩下反射回玻璃中的光線，折射角變?yōu)?00時(shí)的入射角叫臨界角。全反射的條件：光密到光疏；入射角等于或大于臨界角。應(yīng)用:光纖通信(玻璃sio2)、內(nèi)窺鏡、海市蜃樓、沙膜蜃景、炎熱夏天柏油路面上的蜃景理解：同種材料對(duì)不同色光折射率不同；同一色光在不同介質(zhì)中折射率不同。雙縫干涉: 條件f相同，相位差恒定(即是兩光的振動(dòng)步調(diào)完全一致) 亮條紋位置: Sn； 暗條紋位置: （n0,1,2,3,、）； 條紋間距 ： d兩條狹縫間的距離；L：擋板與屏間的距離) ；

39、測(cè)出n條亮條紋間的距離。光的電磁說麥克斯韋根據(jù)電磁波與光在真空中的傳播速度相同，提出光在本質(zhì)上是一種電磁波這就是光的電磁說，赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了光的電磁說的正確性。電磁波譜。波長(zhǎng)從大到小排列順序?yàn)椋簾o線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線。各種電磁波中，除可見光以外，相鄰兩個(gè)波段間都有重疊。無線電波紅外線可見光紫外線X射線 n射線組成頻率波 波長(zhǎng)：大小 波動(dòng)性：明顯不明顯 頻率：小大 粒子性：不明顯明顯產(chǎn)生機(jī)理在振蕩電路中，自由電子作周期性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生原子的外層電子受到激發(fā)產(chǎn)生的原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的紅外線、紫外線、X射線的主要性質(zhì)及其應(yīng)用舉例。種 類產(chǎn) 生主要性質(zhì)

40、應(yīng)用舉例紅外線一切物體都能發(fā)出熱效應(yīng)遙感、遙控、加熱紫外線一切高溫物體能發(fā)出化學(xué)效應(yīng)熒光、殺菌、合成VD2X射線陰極射線射到固體表面穿透能力強(qiáng)人體透視、金屬探傷光五種學(xué)說：原始微粒說(牛頓),波動(dòng)學(xué)說(惠更斯),電磁學(xué)說(麥克斯韋),光子說(愛因斯坦),波粒兩相性學(xué)說(德布羅意波)概率波各種電磁波產(chǎn)生的機(jī)理,特性和應(yīng)用,光的偏振現(xiàn)象說明光波是橫波,也證明光的波動(dòng)性.激光的產(chǎn)生特點(diǎn)應(yīng)用(單色性,方向性好,亮度高,相干性好) 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置,現(xiàn)象,所得出的規(guī)律(四)愛因斯坦提出光子學(xué)說的背景 愛因斯坦光電效應(yīng)方程：mVm2/2hfW0一個(gè)光子的能量Ehf (決定了能否發(fā)生光電效應(yīng))光電效應(yīng)規(guī)律:實(shí)驗(yàn)裝置、現(xiàn)象、總結(jié)出四個(gè)規(guī)律金屬都有一個(gè)極限頻