高三物理建模法高考物理解题方法大全(解析版) .pdf

高中物理解题方法建模法（解析版） 内容提要：最新的（2017 版）课程标准强调科学素养。物理科学素养包括4 个 维度，其中一个是科学思维，科学思维有包括4 个要素，其中一个是模型建构。 在天体运动中，彼此相距很近、在相互间的万有引力作用下围绕同一点做匀速圆 周运动的星体系统称为宇宙多星模型。宇宙多星模型常见的有双星模型、三星模 型和四星模型。三星模型和四星模型又常见三角形和四边形构造。本文研究他们 模型建构及具体的周期、角速度、线速度及轨道半径等问题。 关键词：学科素养，科学思维，模型建构，宇宙多星模型，双星模型，三星模型、 四星模型 最新的（2017 版）课程标准强调科学素养。关于物理科学素养包括： 1．物理观念 2 ．科学思维 3 ．科学探究 4 ．科学态度与责任 “科学思维”是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系 的认识方式；是基于经验事实建构物理模型的抽象概括过程；是分析综合、推理 论证等方法在科学领域的具体运用；是基于事实证据和科学推理对不同观点和结 论提出质疑和批判，进行检验和修正，进而提出创造性见解的能力与品格。 “科学思维”主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。 本文谈一谈建构物理模型：宇宙多星模型。 在天体运动中，彼此相距很近，在相互间的万有引力作用下，围绕同一点做匀速 圆周运动的星体系统称为宇宙多星模型。在该类模型中，各星体所受的万有引力 的合力提供向心力。要充分利用各星体运动的周期、角速度相等的特点，由几何 关系找到各自的轨道半径。 宇宙多星模型常见的有双星、三星和四星模型，常见于高考物理试题中。 1. 双星模型 例题1.在地月系统中，若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成在引力作 用下都绕某点做匀速圆周运动；但在近似处理问题时，常常认为月球绕地心做圆 周运动。我们把前一种假设叫 “模型一”，后一种假设叫 “模型二”。已知月球 中心到地球中心的距离为 L，月球运动的周期为T. 利用 A. “模型一”可确定地球的质量 B. “模型二”可确定地球的质量 C. “模型一”可确定月球和地球的总质量 D. “模型二”可确定月球和地球的总质量 【解析】设地球的质量为M ，月球的质量为m 。在“模型一”（双星系统）中， r r r r L 设地球和月球圆周运动的轨道半径分别为 、 ，则 ，根据万有引力提 1 2 1 2 GMm 2L2 2 L2 供向心力，有 M2 r m2 r ，所以质量分别为m  r ，M  r ， L2 1 2 G 1 G 2 2 L2 2 所以可以求出质量之和为M m  L ，因为 为已知，所以C 正确； G T 在“模型二”（月球绕地球圆周运动，可叫 “单星模型”）中，则月球绕地球圆 GMm 周运动的轨道半径为L ，根据万有引力提供向心力，有 m2L ，所以地球 L2 2 L3 2 质量为，M  ，因为 为已知，所以B 正确； G T 【答