物理模型ppt市公开课一等奖省赛课获奖PPT课件.pptx

物理模型与物理问题处理物理模型概念和创建背景1、从广义上讲，物理学中各种基本概念和过程都可视作物理模型，如物质、长度、时间、空间等，因为它们都是以各自对应现实原型（实体）为背景加以抽象出来物理概念；从狭义上讲，只有那些反应特定问题或特定详细事物结构才叫物理模型，如高中阶段提到质点、匀速直线运动等，普通情况下，我们谈都是狭义上物理模型。2、物理学目标在于认识自然，把握自然，而自然界中任何事物都与其它事物之间存在着千丝万缕联络，并在不停改变着。面对复杂多变自然界，人们着手研究时，总是遵照这么一条主要方法论标准，即忽略次要原因、抓住主要矛盾，或从简到繁、由易到难，循序渐进，逐次深入。依据这条标准，人们在处理复杂问题时，总是试图把复杂问题分解成若干个较为简单问题逐一突破。正是基于这个思维过程，人们创建了“物理模型”这一工具和概念来处理问题。“经过物理概念和规律学习过程，了解物理学研究方法，认识物理试验、物理模型和数学工具在物剪发展过程中作用”【例1】一跳水运动员从离水面10m高平台上向上跃起,举双臂直体离开台面，此时其重心位于从手到脚全长中点，跃起后重心升高0.45m到达最高点，落水时身体竖直，手先入水（在此过程中运动员水平方向运动忽略不计）从离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作时间是______s。（计算时，能够把运动员看作全部质量集中在重心一个质点，g取10m/s2，结果保留二位数）【例2】一升降机在箱底装有若干个弹簧，设在某次事故中，升降机吊索在空中止裂，忽略摩擦力，则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点一段运动过程中，（A）升降机速度不停减小（B）升降机加速度不停变大（C）先是弹力做负功小于重力做正功，然后是弹力做负功大于重力做正功（D）到最低点时，升降机加速度值一定大于重力加速度值。【例3】人心脏每跳一次大约输送8×10-5m3血液，正常人血压（可看作心脏压送血液压强）平均值约为1.5×104Pa，心跳约每分钟70次。据此估测心脏平均功率约为________W。二、抽象模型还原例4-1：固定光滑圆弧轨道AB部分所对应圆心角小于5°，末端切线水平。两个相同小球a、b分别从轨道顶端和正中由静止开始下滑，比较它们抵达轨道底端所用时间：ta＿＿tb。例4-2：已知如图，匀强电场方向水平向右，场强E=1.5×106V/m，丝线长l=40cm，上端系于O点，下端系质量为m=1.0×10-4kg，带电量为q=+4.9×10-10C小球，将小球从最低点A由静止释放，求：（1）小球摆到最高点时丝线与竖直方向夹角多大？（2）摆动过程中小球最大速度是多大？【例5】碰撞模型例5-1：一放置在光滑水平面上汽缸，用活塞封闭一定质量气体，汽缸和活塞质量均为m,如图所表示。现给活塞一个水平向左初速度v0,使其向左运动，则在以后运动中，被封闭气体内能改变最大值为。例5-2：如图所表示，在光滑水平面上静止放置一块长为50cm、质量为1kg木板，在木板左端有一质量为1kg小铜块（可视为质点），一颗质量为10g子弹以200m/s速度射向铜块，碰撞后以100m/s速度被反向弹回。要使铜块不从木板右端滑下，求铜块与木板间动摩擦原因最少为多少？（g取10m/s2）例5-3：如图所表示，两根间距为l光滑金属导轨（不计电阻），由一段圆弧部分与一段无限长水平段部分组成。其水平段加有竖直向下方向匀强磁场，磁感应强度为B，导轨水平段上静止放置一金属棒cd，质量为2m，电阻为2r。另一质量为m，电阻为r金属棒ab，从圆弧段M处由静止释放下滑至N处进入水平段，圆弧段MN半径为R，所对圆心角为60°，求：（1）ab棒刚进入磁场区域时，经过导体棒中电流；（2）cd棒能抵达最大速度；（3）cd棒由静止抵达最大速度过程中，系统所产生电热。【例6】氢原子模型例6-1：质量为m、电量为q质点在静电力作用下以恒定速率v沿圆弧从A点运动到B点，其速度方向改变角度为θ（弧度），AB弧长为s，则AB两点间电势差及AB弧中点场强大小分别为φA-φB=，E=。【例7】流体模型（从处理问题方法角度来还原）例7-1：如图所表示，宇宙飞船以v=1.0104m/s速度进入尘埃区，设尘埃均匀分布密度=2.010-5kg/m3,飞船触尘正截面积S=5.0m2，且认为尘埃与飞船作用后都附着在飞船上，则飞船受到尘埃平均作用力为多大？【例8】图是磁流体发电机发电原理图：将一束等离子体（即高温下电离气体，含有大量带正电和带负电微粒，而从整体来说呈中性）喷射入磁场，磁场中P、Q金属板上就会聚集电荷，产生电压。设图中两块金属板长度均为a，宽度均为b，金属板平行且正对放置，间距为d，其间有匀强磁场，磁感应强度为B，等离子体流速为v（保持不变）、电阻率为，外接负载电阻阻值为R。等离子体从一侧沿垂直磁场且与金属板平行方向进入两板