……解决物理问题的基本方法.ppt

结束语 例1 例 2 例 3 例 4 规律小结 演 练 模型归类 ……解决物理问题的基本方法 【范例1】 底面半径为r，高为h的圆锥形陀螺在光滑水平桌面上快速绕轴旋转，同时以速度v0向右运动，若陀螺的转动轴在全部时间内都保持竖直，则v0至少等于多少，才能使陀螺从桌面滑出后不会与桌边发生碰撞? h r v0 情景再现…… 文字 确定研究对象: 从题文中发现：“陀螺的转动轴在全部时间内都保持竖直”，因此将陀螺当作平动的物体研究。依照题意画出陀螺平动的草图。 h r A A 情景 情景 A点的轨迹恰好经过桌边，陀螺不会与桌面接触 取陀螺运动左上边缘A点为研究对象 A点做平抛运动 A v0 A 模型 过程模型 对象模型 情景再现 操作运算 解答：水平方向上：r= v0 t 竖直方向上：h＝ 解得： v0＝ 为了保证不擦边， v0 模型 规律 【范例2】（99全国14）一跳水运动员从离开水面10m高的平台上向上跃起，举双臂直体离开台面，此时其重心位于从手到脚全长的中心。跃起后重心升高0.45m达到最高点。落水时身体竖直，手先入水（在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计）。从离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是多少？ 文字 情景 模型 文字：…运动员跳水…其重心位于 从手到脚全长的中心… 对象模型： 过程模型： 把人看作轻杆、以人重心为研究对象 人的重心作竖直上抛运动 情景再现…… 模型 规律、运算 解：设上升时间为t1，下降时间为t2： h＝?gt12 h＋H＝?gt22 t＝t1＋t2＝1.7s h H 【范例1】构造了两个理想模型，质点的对象模型，平抛运动的过程模型。 【范例2】构造了两个理想模型，轻杆的对象模型，竖直上抛运动的过程模型。 复杂的陀螺运动（运动员跳水）抽象我们熟悉的运动过程。理想化过程是模型法的精髓。 小结： 建立“物理模型”是物理学最重要和有效的研究方法 理想化的物理对象模型 实际问题 的过程 理想化的物理过程模型 实际的研究对象 物理模型所 对应的规律 模型思维方法是对研究对象加以简化和抽象，突出主要因素，忽略次要因素，进行研究和处理物理问题的一般方法。 【范例3】（05全国Ⅰ卷23 ）原地起跳时，先屈腿下蹲，然后突然蹬地。从开始蹬地到离地是加速过程（视为匀加速），加速过程中重心上升的距离称为“加速距离”。离地后重心继续上升，在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度”。现有下列数据：人原地上跳的“加速距离”d1=0.50m , “竖直高度”h1=1.0m；跳蚤原地上跳的“加速距离”d2=0.00080m , “竖直高度”h2=0.10m 。假想人具有与跳蚤相等的起跳加速度，而“加速距离”仍为0.50m ，则人上跳的“竖直高度”是多少？ 文字 情景 人（跳蚤）从曲腿到直立，重心上升。 对象模型 过程模型 人（跳蚤）的重心 初速度为零的匀加速直线运动 起跳过程 重心竖直上抛过程 解：用a表示跳蚤起跳的加速度，v表示离地时的速度，则对加速过程和离地后上升过程分别有 v2=2ad2 ① v2=2gh2 ② 若假想人具有和跳蚤相同的加速度a，令V表示在这种假想下人离地时的速度，H表示与此相应的竖直高度，则对加速过程和离地后上升过程分别有 V2=2ad1 ③ V2=2gH ④ 由以上各式可得H=h2d1/d2，代入数值 得 H=63m。 模型 规律、运算 v2 d h 【范例4】鸵鸟是当今世界上最大的鸟．有人说，如果鸵鸟能长出一副与身体大小成比例的翅膀，就能飞起来．是不是这样呢?生物学统计的结论得出：鸟扇动翅膀，获得上举力的大小可以表示为F＝cSv2，式中S为翅膀展开后的面积，v为鸟的运动速度，而c是一个比例常数．我们不妨以燕子和鸵鸟为例，假设鸵鸟能长出和燕子同样比例的大翅膀．已知燕子的最小飞行速度是5.5m/s，鸵鸟的最大奔跑速度为11.5m/s，又测得鸵鸟的体高是燕子的25倍，试分析鸵鸟能飞起来吗? 文字 h S 情景 对象模型 【分析】研究对象不能当作质点，因为需要考虑鸟的体积、面积等因素，而且是估算问题，所以将鸟近似看作立方体模型。 过程模型 1、对鸟做受力分析：竖直向上的上举力和竖直向下的重力。