高中物理知識(shí)27種模型之斜面模型概述

斜面模型是中學(xué)物理中最常見的模型之一，各級(jí)各類考題都會(huì)出現(xiàn)，設(shè)計(jì)的內(nèi)容有力學(xué)、電學(xué)等。相關(guān)方法有整體與隔離法、極值法、極限法等，是屬于考查學(xué)生分析、推理能力的模型之一。

高中物理知識(shí)27種模型之斜面模型講解

評(píng)點(diǎn)：此例題考查的知識(shí)點(diǎn)有：（1）受力分析——平衡條件的確定；（2）臨界條件分析的能力；（3）直流電路知識(shí)的應(yīng)用；（4）正交分解法。

說(shuō)明：正交分解法是在平行四邊形定則的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其目的是用代數(shù)運(yùn)算來(lái)解決矢量運(yùn)算。正交分解法在求解不在一條直線上的多個(gè)力的合力時(shí)顯示出了較大的優(yōu)越性。建立坐標(biāo)系時(shí)，一般選共點(diǎn)力作用線的交點(diǎn)為坐標(biāo)軸的原點(diǎn)，并盡可能使較多的力落在坐標(biāo)軸上，這樣可以減少需要分解的數(shù)目，簡(jiǎn)化運(yùn)算過(guò)程。

二.利用矢量三角形法處理斜面系統(tǒng)的變速運(yùn)動(dòng)

始下滑，經(jīng)時(shí)間t后突然在斜面區(qū)域加上范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，此后物體A沿斜面繼續(xù)下滑距離L后離開斜面。

（1）物體A在斜面上的運(yùn)動(dòng)情況？說(shuō)明理由。

（2）物體A在斜面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有多少能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？（結(jié)果用字母表示）

解析：（1）物體A在斜面上受重力、電場(chǎng)力、支持力和滑動(dòng)摩擦力的作用，<1>小物體A在恒力作用下，先在斜面上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)；<2>加上勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，還受方向垂直斜面向上的洛倫茲力作用，方可使A離開斜面，故磁感應(yīng)強(qiáng)度方向應(yīng)垂直紙面向里。隨著速度的增加，洛倫茲力增大，斜面的支持力減小，滑動(dòng)摩擦力減小，物體繼續(xù)做加速度解析：我們由圖可以看出物體運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)杯中水的形狀，可以構(gòu)建這樣的一個(gè)模型，一個(gè)物塊放在光滑的斜面上（傾角為a），重力和斜面的支持力的合力提供物塊沿水平方向上的加速度，其加速度為：a=gtana。

我們?nèi)”兴嫔系囊坏嗡疄檠芯繉?duì)象，水滴受力情況如同斜面上的物塊。由題意可得，取杯中水面上的一滴水為研究對(duì)象，它相對(duì)靜止在“斜面”上，可以得出其加速度為

a=gtana，而tana=h/R，得a=gh/R，方向水平向右。

點(diǎn)評(píng)：在本題中可以突出物體的受力特征，建立等效模型，用簡(jiǎn)捷的等效物理模型代替那些真實(shí)的、復(fù)雜的物理情景，從而使復(fù)雜問(wèn)題的求解過(guò)程得到直觀、優(yōu)化，諸如此類的還有等時(shí)圓等等。

高中物理知識(shí)27種模型之斜面模型要點(diǎn)

斜面固定時(shí)，對(duì)斜面上的物體受力分析，建立坐標(biāo)系進(jìn)行正交分解，選擇利用三大定律列方程求解；對(duì)斜面不固定時(shí)，我們將斜面與斜面上的物體看成系統(tǒng)，仔細(xì)觀察題中條件，采用整體法或動(dòng)量定理甚至動(dòng)量守恒定律處理。

高中物理知識(shí)27種模型之斜面模型誤區(qū)點(diǎn)撥

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