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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,理想化方法,高中物理,课堂辅导讲座高中部分,农一师高级中学,主讲人：延洪波,第1页,物理学研究一个方法-理想化方法,人们在观察自然现象时，常会发觉要研究对象中一些性质，对于现象过程及其最终止果含有决定性影响，而另外一些性质则起次要作用。为了便于研究，人们在观察和试验基础上，利用抽象思维能力，忽略次要原因和过程，只考虑起决定作用主要原因和过程，把研究对象形式化、纯粹化，这就是,理想化方法,。,第2页,理想化方法,是一个科学抽象，是研究物理学主要方法，它依据所研究问题（普通都十分复杂，包括很多原因）需要和详细情况，确定研究对象主要原因和次要原因，保留主要原因，忽略次要原因，排除无关干扰，从而简明扼要地揭示事物本质。理想化方法，在自然科学中应用主要是：设计,理想试验,，建立,理想模型,。,第3页,1.理想试验：,理想试验,又叫做假想试验或思想上试验，它是人们在思想中塑造一个理想试验，是逻辑推理一个特殊形式，在实际中并不能进行，它能够使人们对实际科学试验有更深刻了解，能够深入揭示出客观现象和过程之间内在逻辑联络，并由此而得出主要结论。,比如：作为经典力学基础惯性定律，就是“理想试验”一个主要结论。,第4页,伽利略发觉，当一个球从一个斜面上滚下而又滚上第二斜面时，球在第二斜面上所到达高度同它在第一斜面上开始滚下时高度几乎相等，伽利略认为高度上这一微小差异是因为摩擦而产生，如能将摩擦完全消除话，高度将恰好相等。然后，他推论说，在完全没有摩擦情况下，不论第二个斜面倾斜度多么小，球在第二个斜面上总要到达相同高度，假如第二个斜面斜度完全消除了，那末球从第一个斜面上滚下来以后，将以恒定速度，在无限长平面上永远不停地运动下去。当然，这个试验是无法做，因为无法完全消除摩擦，所以这是一个“理想试验”。以后这个结论被牛顿总结为力学第一定律，又称惯性定律。由此可见，“理想试验”在自然科学理论研究中有着主要作用。,第5页,2.理想模型：,所谓,理想模型,，就是为了便于研究而建立一个高度抽象理想对象。作为科学抽象结果，“理想模型”也是一个科学概念，不过它不一样于普通科学概念。引入理想模型能够使问题处理大为简化，而又不会发生多大偏差。对于比较复杂研究对象，能够先研究它理想模型，然后对研究结果进行修正，使它与实际对象相符合。,理想模型,可分为,对象模型,、,条件模型,和,过程模型,三类。,第6页,(1),对象模型,：,用来代替研究对象实体理想化模型叫做对象模型，如质点、弹簧振子、单摆、理想气体、点电荷、理想变压器、点光源、光线、薄透镜以及关于原子结构卢瑟福模型、玻尔模型等都属于对象模型。,如单摆：悬挂小球细线伸缩和质量能够忽略，线长比球直径大得多。,应选取体积小密度大小球和不可伸长细线组成单摆。,第7页,（2）,条件模型,：,把研究对象所处外部条件理想化建立模型叫做条件模型。如光滑表面、轻杆、轻绳、均匀介质、匀强电场和匀强磁场都属于条件模型。,F,1,如用一轻绳拉一质量为M物体，绳右端施一水平向右恒力F,1,，在光滑水平面上向右运动。,这段话中就包括到轻绳、恒力、光滑等理想条件。,第8页,对于轻绳受力分析，受到向右拉力F,1,和物体对绳向左拉力F,2,作用，依据牛顿第二定律，F,1,-F,2,=ma，因为轻绳质量m很小，可忽略为零，即m=0，所以F,1,-F,2,=0，F,1,=F,2,。可认为绳对物体拉力大小等于F,1,。,又因为F,1,恒定，水平面光滑，物体所受协力不变，a=F,1,/m不变，所以物体做匀变速直线运动，能够用匀变速直线运动规律求解所求问题。,结论,：在摩擦不计情况下，同一,轻绳,上张力大小处处相等。,F,1,F,2,F,1,第9页,（3）,过程模型,：,实际物理过程都是很多原因作用结果，忽略次要原因作用，只考虑主要原因引发改变过程叫做过程模型。比如：在空气中由静止开始下落物体，若高度不大，速度不太快，空气阻力作用可忽略不计时，可抽象为自由落体运动。,匀速直线运动、匀变速直线运动、抛体运动、匀速圆周运动、简谐运动、弹性碰撞、等温过程、绝热过程、稳恒电流等等都属于过程模型。,第10页,在认识和了解物理模型时，应注意每种模型都有限定适用条件和适用范围。把一个实际问题抽象为何样模型，要详细问题详细分析，即使同一研究对象，在不一样研究中也可能需要抽象成不一样模型。,比如研究地球绕太阳公转时候，因为地球与太阳平均距离（约为14960万公里）比地球半径（约为6370公里）大得多，这时就可把地球看成一个“质点”来处理，而研究地球自转，就不能将地球看作质点了。,正确掌握理想化方法，有利于建立正确物理模型，这是处理物体问题最关键第一步。,第11页,例1：如图所表示，长为5m细线两端分别系于竖立在地面上相距为4m 两杆顶端A、B。绳上挂一个光滑轻质挂钩，其下连着一个重为12N物体。平衡时，绳中张力T=,。,A,B,O,y,T,1,T,2,G,x,1,2,对挂钩O受力分析,T,1,=T,2,第12页,A,B,O,y,T,1,T,2,G,x,1,2,1,2,第13页,例2：如图所表示，物体A质量大于B质量绳子质量、绳与滑轮间摩擦可不计，A、B恰好处于平衡状态。假如将悬点P移近Q少许，则物体B运动情况是：,A、仍保持静止状态 B、向下运动,C、向上运动 D、无法判断,B,A,P,Q,第14页,例2：如图所表示，物体A质量大于B质量绳子质量、绳与滑轮间摩擦可不计，A、B恰好处于平衡状态。假如将悬点P移近Q少许，则物体B运动情况是：,A、仍保持静止状态 B、向下运动,C、向上运动 D、无法判断,B,A,P,Q,B,A,P,第15页,A,B,O,例1：如图所表示，长为5m细线两端分别系于竖立在地面上相距为4m 两杆顶端A、B。绳上挂一个光滑轻质挂钩，其下连着一个重为12N物体。平衡时，绳中张力T=,。,若将细线A端沿杆向下移动少许，绳上张力T怎样改变？,A,不变,第16页,例3：对于一定质量理想气体在等压改变过程中，以下说法哪个正确？,A、若气体膨胀，则对外作功，内能增加,B、因吸热而膨胀，对外做功，内能减小,C、边放热，边膨胀对外作功，内能减小,D、若气体收缩，则外界对气体做功，内能减小,热力学第一定律 E=W+Q,解析：,第17页,例4：如图所表示，有一理想变压器，原线圈匝数为n,1,，两个副线圈匝数分别为n,2,和n,3,，原副线圈电压分别为U,1,、U,2,、U,3,，电流分别为I,1,、I,2,、I,3,，两个副线圈负载电阻阻值未知，以下结论中，正确是：,A、U,1,:U,2,=n,1,:n,2,U,2,:U,3,=n,2,:n,3,B、I,1,/I,3,=n,3,/n,1,I,1,/I,2,=n,2,/n,1,C、n,1,I,1,=n,2,I,2,+n,3,I,3,D、I,1,U,1,=I,2,U,2,+I,3,U,3,第18页,解析：因为理想变压器忽略了线圈电阻（铜损）、铁心漏磁及涡流（铁损），输入功率等于输出功率，P,1,=P,2,+P,3,，所以I,1,U,1,=I,2,U,2,+I,3,U,3,(1),因为穿过原副线圈磁通量相同，磁通量改变率相同，所以各线圈电压比总等于匝数比，U,1,:U,2,:U,3,=n,1,:n,2,:n,3,(2),(1)式两边除以U,1，,得I,1,=I,2,U,2,/U,1,+I,3,U,3,/U,1,I,1,=I,2,n,2,/n,1,+I,3,n,3,/n,1,两边同乘以n,1,得n,1,I,1,=n,2,I,2,+n,3,I,3,第19页,例4：如图所表示，有一理想变压器，原线圈匝数为n,1,，两个副线圈匝数分别为n,2,和n,3,，原副线圈电压分别为U,1,、U,2,、U,3,，电流分别为I,1,、I,2,、I,3,，两个副线圈负载电阻阻值未知，以下结论中，正确是：,A、U,1,:U,2,=n,1,:n,2,U,2,:U,3,=n,2,:n,3,B、I,1,/I,3,=n,3,/n,1,I,1,/I,2,=n,2,/n,1,C、n,1,I,1,=n,2,I,2,+n,3,I,3,D、I,1,U,1,=I,2,U,2,+I,3,U,3,第20页,例5：原子中电子由离原子核较近轨道跃迁到离核较远轨道上时：,A、核外电子受力变小,B、原子能量增大,C、核外电子动能减小,D、核外电子势能减小,第21页,第22页,例5：原子中电子由离原子核较远轨道跃迁到离核较近轨道上时：,A、核外电子受力变小,B、原子能量增大,C、核外电子动能减小,D、核外电子势能减小,第23页,小结：学习理想化方法，能够掌握一个科学研究方法，以利于尽快抓住事物本质，认识事物发展规律。能够帮助我们正确审题，准确建立物理模型，有利于提升分析问题处理问题能力。,第24页,谢谢,第25页,
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