高考常用24個物理模型

1、高考常用24個物理模型物理復(fù)習(xí)和做題時需要注意思考、善于歸納整理，對于例題做到觸類旁通，舉一反三，把老師的知識和解題能力變成自己的知識和解題能力，下面是物理解題中常見的24個解題模型，從力學(xué)、運動、電磁學(xué)、振動和波、光學(xué)到原子物理，基本涵蓋高中物理知識的各個方面。主要模型歸納整理如下：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：一個物體的運動導(dǎo)致系統(tǒng)重心的運動 繩剪斷后臺稱示數(shù) 鐵木球的運動 系統(tǒng)重心向下加速 用同體積的水去補充 aqFm斜面對地面的壓力?

2、地面對斜面摩擦力? 導(dǎo)致系統(tǒng)重心如何運動？ 模型二：斜面搞清物體對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F2 m1m2 N1 VB= 所以AB桿對B做正功，AB桿對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動時，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：若作圓周運動最高點速度 V0，運動情況為先平拋，繩拉直時沿繩方向的速度消失。 即是有能量損失，繩拉緊后沿圓周下

3、落機械能守恒。而不能夠整個過程用機械能守恒。 自由落體時，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下擺機械能守恒 模型五：上拋和平拋1豎直上拋運動：速度和時間的對稱 分過程：上升過程勻減速直線運動,下落過程初速為0的勻加速直線運動.全過程：是初速度為V0加速度為-g的勻減速直線運動。(1)上升最大高度:H=V0/2g (2)上升的時間 t=V0/g (3)從拋出到落回原位置的時間:t =2 (4)上升、下落經(jīng)過同一位置時的加速度相同，而速度等值反向 (5)上升、下落經(jīng)過同一段位移的時間相等。(6)勻變速運動適用全過程S = Vo t g t2 ; Vt = Vog

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

5、角為,速度的反向延長線與水平軸的交點為,位移與水平方向夾角為.以物體的出發(fā)點為原點，沿水平和豎直方向建立坐標(biāo)。依平拋規(guī)律有: Vx= V0 速度： Vy=gt Sx= Vot 位移: 由得： 即 所以: 式說明：做平拋運動的物體，任意時刻速度的反向延長線一定經(jīng)過此時沿拋出方向水總位移的中點。模型六：水流星 (豎直平面圓周運動)變速圓周運動研究物體通過最高點和最低點的情況，并且經(jīng)常出現(xiàn)臨界狀態(tài)。(圓周運動實例) 火車轉(zhuǎn)彎 汽車過拱橋、凹橋3飛機做俯沖運動時，飛行員對座位的壓力。物體在水平面內(nèi)的圓周運動（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)）和物體在豎直平

6、面內(nèi)的圓周運動（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)星的運動、庫侖力電子繞核旋轉(zhuǎn)、洛侖茲力帶電粒子在勻強磁場中的偏轉(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現(xiàn)（2） 無支承的小球：在豎直平面內(nèi)作圓周運動過最高點情況：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,此時小球重力作向心力。結(jié)論：最高點時繩子(或軌道)

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

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

9、n是物體所受合外力所能提供的向心力，mv2/R是物體作圓周運動所需要的向心力。當(dāng)提供的向心力等于所需要的向心力時，物體將作圓周運動；若提供的向心力消失或小于所需要的向心力時，物體將做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運動，即離心運動。其中提供的向心力消失時，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，物體不會沿切線飛去，但沿切線和圓周之間的某條曲線運動，逐漸遠(yuǎn)離圓心。模型七：萬有引力1思路和方法：衛(wèi)星或天體的運動看成勻速圓周運動, 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)星繞中心天體運

10、行時)=（M=V球=r3） s球面=4r2 s=r2 (光的垂直有效面接收，球體推進輻射) 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 沿圓軌道運動的衛(wèi)星的幾個結(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最小時為地球半徑、最大的運行速度=v第一宇宙=7.9km/s (最小的發(fā)射速度)；T最小=84.8min=1.4h同步衛(wèi)星

11、幾個一定：三顆可實現(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(地理上時區(qū)) a=0.23m/s2運行速度與發(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 RX適于測大電阻Rx 外AVR小R測=Rx適于測小電阻RX 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 RxR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

12、R滑不唯一：實難要求確定控制電路R滑實難要求：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勢較大。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：半偏法測電阻歐姆表測：使用方法:機械調(diào)零、選擇量程(大到小)、歐姆調(diào)零、測量讀數(shù)時注意擋位(即倍率)、撥off擋。注意:測量電阻時，要與原電路斷開,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：GR2S2R1S1R1SVR2半偏法測表電阻： 斷s2,調(diào)R1使表滿偏; 閉s2,調(diào)R2使表半偏.則R表=R2； 圖A 圖B 半偏法測電流表內(nèi)阻（圖A） 先讓電流通過電流表并使其滿偏，然后接上

13、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測量R真實 半偏法測電壓表內(nèi)阻（圖B） 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

14、表指針半偏， 記下R0的值. .若R2R1，有 RV = R2， 一般情況 R測量 R真實模型二十二：光學(xué)模型美國邁克耳遜用旋轉(zhuǎn)棱鏡法較準(zhǔn)確的測出了光速，反射定律(物像關(guān)于鏡面對稱)；由偏折程度直接判斷各色光的n折射定律 光學(xué)中的一個現(xiàn)象一串結(jié)論色散現(xiàn)象nv(波動性)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)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,折射角達到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

15、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) ；測出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，赫茲用實驗證明了光的電磁說的正確性。電磁波譜。波長從大到小排列順序為：無線電波、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

16、外，相鄰兩個波段間都有重疊。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：大小 波動性：明顯不明顯 頻率：小大 粒子性：不明顯明顯產(chǎn)生機理在振蕩電路中，自由電子作周期性運動產(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)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人體透視、金屬探傷光五種學(xué)說：原始微粒說(牛頓),波動學(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)

17、說(德布羅意波)概率波各種電磁波產(chǎn)生的機理,特性和應(yīng)用,光的偏振現(xiàn)象說明光波是橫波,也證明光的波動性.激光的產(chǎn)生特點應(yīng)用(單色性,方向性好,亮度高,相干性好) 光電效應(yīng)實驗裝置,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:實驗裝置、現(xiàn)象、總結(jié)出四個規(guī)律金屬都有一個極限頻率，入射光大于這個極限頻率產(chǎn)生光電效應(yīng)；低于這個頻率不產(chǎn)生光電效應(yīng)。光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大。入射光照到金屬上時，光子的發(fā)射幾乎是瞬時的，一般不超過10-9s當(dāng)入射光的頻率大于極

18、限頻率時，光電流強度與入射光強度成正比?？灯疹D效應(yīng)：石墨中的電子對x射線的散射現(xiàn)象,這個實驗都證明光具有粒子性模型二十三：玻爾模型 玻爾模型引入量子理論（量子化就是不連續(xù)性，整數(shù)n叫量子數(shù)），提出了三條假設(shè)： 定態(tài)-原子只能處于不連續(xù)的能量狀態(tài)(稱為定態(tài))，電子雖然繞核運轉(zhuǎn)，但不會向外輻射能量。氫原子的能級圖n E/eV 01 -13.62 -3.43 -1.514 -0.853E1E2E3 躍遷-原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài),要輻射(或吸收)一定頻率的光子(其能量由兩定態(tài)的能量差決定) () 輻射(吸收)光子的能量為hfE初-E末 氫原子躍遷的光譜線問題一群氫原子可能輻射的光譜線條數(shù)為。 (大量)處于n激發(fā)態(tài)原子躍遷到基態(tài)時的所有輻射方式能量和軌道量子化-定態(tài)不連續(xù)，能量和軌道也不連續(xù)；(即原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運動相對應(yīng),原子的定態(tài)是不連續(xù)的,因此電子的可