模型在物理问题中的应用

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1、模型在物理问题中的应用汪骞pb03203168模型概述在学习物理过程中我们遇到过各式各样的模型，如力学中的质点，刚体。每一种模型都对应一组公式去描述，如质点模型中有质心运动定理；而刚体模型中有角动量定理等。每一种模型都为解决不同问题应运而生，如不考虑物体的转动则可以看作质点，考虑转动而不考虑形变则可看作刚体。所谓模型，不过是把情况理想化，简单化，忽略其次要部分。应此，模型一基本特点即理想化。出现的问题及适用范围理想化这一特点使得应用模型的时候会出现很多让人疑惑之处。如图：m1m2Lv分析长L的一段绳，此绳若两端受力平衡则用质点模型模型易得它无加速度，若两端受力不平衡则得它以

2、无穷大的加速度运动（F=ma)，而实际上它随物体以有限的加速度运动，为什么？原因是这里用了轻绳模型，在这种理想情况下，无外力则有加速度。仔细分析是因为轻绳两端拉力差极小，在不影响分析问题的情况下将其忽略掉，这就反映了模型理想化的特点。同样这一特点也决定了它的适用范围，如果这种忽略影响了要分析的问题则应该对此模型进行舍弃。如刚体：FAB用力作于A端，由于刚体无形变，则瞬间力传递至B端，如果物体无限长则很容易使传递速度超过光速，这是相对论所不允许的，应此在相对论力学中是没有刚体模型的。学会应用熟练掌握各种模型对我们分析物理问题很有帮助。如图：WR0RAO轻杆可绕固定点转动，其上

3、有一小球，求t时间后小球离固定点的距离。这一题如不注意使用轻杆模型则要这样做：在非惯性系下：并有角动量守恒：联立则得结果。但是需要解个非线性微分方程，过程复杂。而只要注意运用轻杆模型，则发现外力对其不会有力矩，否则杆会以无限大的角速度转动。而杆对球又没有沿干方向的力，所以球根本不受外力，球在做匀速直线运动！！问题立解。有时候我们需要同时运用两种或多种模型解题。如图：vmgNf小球在斜面上刚好作纯滚动，求摩擦系数。首先将其看作质点模型，由质心运动定理得到再将其看作刚体模型：转动定理：又由纯滚动特征：联立三个方程则可求解。有时模型情况有变则原先的性质则不再具有，如上述滑轮，如果

4、考虑到绳和滑轮之间的摩擦力则绳两端拉力就不会相等，因此在运用时要认真分析。综上所述，熟练掌握各种模型对我们学习不无裨益。其实各种理论的建立无不是在合理的模型之下进行简化演算，随着科技完善，模型也在不断完善，也许有一天，我们可以用一个无比精确的模型描述这个宇宙，这是物理的真谛！参考文献<<力学>>杨维纮著