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文檔簡(jiǎn)介
2023年高考物理動(dòng)力學(xué)7大問(wèn)題解題模型歷年高考必考
#01
0-V-0模型
模型概覽
物體從靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng),在加速至某速度時(shí),改為勻減速運(yùn)動(dòng)直至速度為零,涉及這類過(guò)程的問(wèn)題稱為O-v-O
問(wèn)題。
方法提煉
設(shè)O-v-O過(guò)程中勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為al,時(shí)間為tl,位移大小為xl,末速度為v;勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度
大小為a2,時(shí)間為t2,位移大小為x2o整個(gè)過(guò)程v-t圖像為:
由圖像中斜率、面積比例關(guān)系,可得:
即:O-v-O過(guò)程中,勻加速、勻減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的時(shí)間之比、位移之比均等于二者加速度大小的反比。
補(bǔ)充說(shuō)明
1.在做選擇題、填空題時(shí)可直接套用比例結(jié)論;但在解答題中,需要根據(jù)具體情況,靈活對(duì)比例作出證明。
2.當(dāng)題目涉及O-v-O過(guò)程的總時(shí)間、總位移時(shí),可靈活使用和比關(guān)系計(jì)算分過(guò)程的時(shí)間和位移,
如:
經(jīng)典例題
例.某種類型的飛機(jī)起飛滑行時(shí),從靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度大小為4.0m/s2,加速過(guò)程中突然接到命令停
止起飛,飛行員立即使飛機(jī)緊急制動(dòng),飛機(jī)做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度大小為6.0m/s2o已知飛機(jī)從啟動(dòng)到停下來(lái)的總
時(shí)間為30s,則飛機(jī)制動(dòng)做減速運(yùn)動(dòng)的距離為()
A.288mB.432mC.648mD.1080m
思路分析
【答案】B
【解析】飛機(jī)做O-v-0運(yùn)動(dòng),根據(jù)相應(yīng)比例,加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間與減速運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為:
則勻減速過(guò)程的時(shí)間為:
將勻減速過(guò)程視為反向的勻加速過(guò)程,有
故選B。
強(qiáng)化訓(xùn)練
1.一物體從斜面上某點(diǎn)由靜止開(kāi)始做勻加速直【答窠】A
線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)3s后到達(dá)斜面底端,并在水平地面【解析】由0-\U)過(guò)程比例知,物體在斜面和水平
上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),又經(jīng)停止,則物體在斜
9s面上的時(shí)間之比為人=e■,位移之比為%=幺
面上的位移大小與在水平面上的位移大小之比為hqx2a\
()可知兩個(gè)比例相同,則有五=上=。=!,故透
A.li3B.112X?493
C.It10.3i1A.
2.磕頭蟲(chóng)是一種不用足跳但又善于跳高的小甲力(噴氣發(fā)動(dòng)機(jī))裝置將飛行員彈射到高空,然
蟲(chóng).當(dāng)它腹朝大、背朝地躺在地面時(shí),將頭用力后張開(kāi)降落傘使K行員安全降落.某次實(shí)驗(yàn)中,
向后仰,拱起體背,在身下形成?個(gè)三角形空區(qū),在地面上靜止的戰(zhàn)斗機(jī)內(nèi),飛行員按動(dòng)彈射按鈕,
然后猛然收縮體內(nèi)背縱肌,使重心迅速向下加速,座椅(連同飛行員)在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下被彈
背部猛烈撞擊地面,地面反作用力便將其彈向空出打開(kāi)的機(jī)艙,豎直向上彈射做勻加速直線運(yùn)動(dòng),
中(設(shè)磕頭蟲(chóng)撞擊地面和彈起的速率相等).彈射直至噴氣完成;接著僅在重力的作用下繼續(xù)上升
錄像顯示,磕頭蟲(chóng)拱背后重心向下加速(視為勻6s至最高點(diǎn)。一知座椅(連同£行員)上升過(guò)程
加速)的距離約為0.8mm,彈射最大高度約為運(yùn)動(dòng)的總距離為225m,取g=10m/s2,則其在噴
24cm.人原地起跳方式是,先屈腿卜.蹲,然后‘突氣發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)卜.彈射運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為()
然蹬地向匕加速.如果加速過(guò)程(視為勻加速)A.1.0sB.1.5s
人的重心上升高度約為0.5m,假設(shè)人與磕頭蟲(chóng)向C.2.0sD.3.0s
下的加速度大小相券,那么人離地后市心上升的【答案】B
最大高度可達(dá)(不計(jì)空氣阻【解析】座椅(連同飛行員)上升的過(guò)程為0-v-
至速度為零后均不再運(yùn)動(dòng)。則甲乙兩車走過(guò)的總
路程之比為()
A.2:3B.5:7
C.2:5D.1:4
【答案】D
【解析】設(shè)甲車加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,二者
【解析】解:設(shè)方桌的邊長(zhǎng)為L(zhǎng),圓盤(pán)的質(zhì)量
加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為屋
m,在桌布從圓盤(pán)卜抽出的過(guò)程時(shí)間為3盤(pán)I'
甲乙兩年均做O-v-O運(yùn)動(dòng),由他們加速度大小,可
加速度為ai,位移為xi,末速度為v,桌布抽
據(jù)比例推知甲乙各自勻加速、勻減速過(guò)程的位移
后,盤(pán)布桌面上作勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為
之比為
22,位移為X2,則有
pimg=mai,產(chǎn)=2。辦
112mg=ma2,v2=lax
而甲乙兩車加速過(guò)程的位移之比為22
#02
差量法求解彈簧問(wèn)題
模型概覽
彈簧連接物體一個(gè)或多個(gè)物體,當(dāng)其中某個(gè)物體受力發(fā)生位置的改變時(shí),求解彈簧形變量或者彈簧勁度系數(shù)。
如圖1所示,開(kāi)始時(shí)勁度系數(shù)為k彈簧受到一個(gè)豎直向下的力,設(shè)為
廣
r1
圖1圖2
取向上為正方向,則AF=
補(bǔ)充說(shuō)明
此類題目常常出現(xiàn)在選擇題部分,總的來(lái)說(shuō)難度不大,但應(yīng)當(dāng)注意題目要求的是求解哪個(gè)彈簧的移動(dòng)距離。
經(jīng)典例題
如圖所示,輕質(zhì)彈簧連接A、B兩物體,彈簧勁度系數(shù)為k,A、B質(zhì)量分別為
A.
B.
C.(
D.(
思路分析
例.如圖所示,輕及彈簧連接A、B兩物體,
彈簧勁度系數(shù)為k,A、B羨量分別為m思路分析:B靜止,說(shuō)明
彈簧被壓縮,受到一個(gè)豎
放在水平地面上,B也舒止
信息解讀:桂凌彈簧直向下的力,即為B的重
連接物體:?jiǎn)朆物體力.
上移的距離,典型的
差量法求解彈簧問(wèn),此過(guò)程中,B物體向上移動(dòng)的通黑為
)思路分析:A剛好離開(kāi)地
面,說(shuō)明彈簧伸長(zhǎng),彈簧
A.m、g/k
給A提供了一個(gè)豎直向上
m2g/k的力,即為A的重力.
C.(mx+m3)g/k
D.(mi-m2)g/k
【答案】C
A..__(ifii+wiz)-
【解析】根據(jù)方法提煉中的公式,B物體向上移動(dòng)的距離為''―一1一一一故C選項(xiàng)正確。
強(qiáng)化訓(xùn)練
1.如圖所示,兩木塊的質(zhì)量分別為mi和m:,兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為治和心,上面的
木塊壓在上面的彈簧上(但不拴接),整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),現(xiàn)緩慢地向上提上面的木塊,
直到它剛震開(kāi)上面的彈簧,求這個(gè)過(guò)程中下面的木塊移動(dòng)的距離為()
A.mlg/klB.m2g/kl
C.D.m2g/k2
【答案】C
【解析】剛開(kāi)始下面的彈簧受到了mi和m:的壓力的作用,上面的物塊剛要離開(kāi)上面的彈簧,
說(shuō)明mi不會(huì)對(duì)下面的彈簧產(chǎn)生力的作用,根據(jù)差量法Ax==等.
<2K2
故選擇C選項(xiàng).
4.三個(gè)木塊a、b、c和兩個(gè)勁度系數(shù)均為500N,m的相同輕彈簧p、q用輕爰連接如圖,放
在光滑水平桌面上,a、b段量均為1kg,c的質(zhì)量為2kg.開(kāi)始時(shí)p彈簧處于原長(zhǎng),木塊都
處于靜止.現(xiàn)用水平力諼慢地向左拉p彈簧的左端,直到c木塊剛好離開(kāi)水平地面為止,g
取10皿該過(guò)程p彈簧的左端向左移動(dòng)的距震是(
A.12cm
B.10cm
C.8cm
D.6cm
答案:A
【解析】分析彈簧q,剛開(kāi)始受到b的重力被壓縮,而后c剛好離開(kāi)地面彈簧提供大小與c
重力相當(dāng)?shù)睦?,被拉伸。因此由差量法可?/p>
AF=20-(-10)=30N
AF30N
Ax=—=—=6cm
kS00N/m
由于繩子上的張力處處相等,因此p彈簧也受到了30N的力.因此p彈簧的位移為
2X6=12cm.
故選擇A選項(xiàng).
5.如圖所示,兩根輕彈簧AC和BD,它們的勁度系數(shù)分別為的和心,它們的C、D端分別
固定在質(zhì)量為m的物體上,A、B端分別固定在支架和正下方地面上,當(dāng)物體m學(xué)止時(shí),
上方的彈簧處于原長(zhǎng);若將物體的質(zhì)量增加了原來(lái)的3倍,仍在彈簧的彈性瓜度內(nèi),當(dāng)物
體在此靜止時(shí),其相對(duì)第一次靜止時(shí)的位移下降了《)
C2mg捻;
【答案】C
【解析】物體法量增加了兩倍,BPAF=2mg,當(dāng)質(zhì)量增加了兩倍之后,彈簧BD被向下壓
縮,AC彈簧被向下拉伸,故Ak=K+h,由差量法得出Ax=與.
**lr.xlr.
#03
等時(shí)圓模型
模型概覽
物體沿著位于同一豎直圓上的所有光滑弦由靜止下滑,這種場(chǎng)景下求解物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是可以利用等時(shí)圓模型進(jìn)行求
解的。
注意事項(xiàng)
等時(shí)圓的結(jié)論的條件是:光滑的弦
典型例題
(2004?全國(guó)卷)如圖所示,ad、bd、cd是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿,a、b、c、d位于同一圓周上,a點(diǎn)為
圓周的最高點(diǎn),d點(diǎn)為最低點(diǎn)。每根桿上都套有一個(gè)小滑環(huán)(圖中未畫(huà)出),三個(gè)滑環(huán)分別從a、b、c處釋放(初
速為0),用tl、t2、t3依次表示各滑環(huán)到達(dá)d所用的時(shí)間,則()
A.tl<t2<t3<=""span="n>
B.tl>t2>t3
C.t3>tl>t2
D.tl=t2=t3
思路分析
(2004?全國(guó)卷》如圖所示,ad、bd、cd是
豎直面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿,a、b、c、d思路分析:三個(gè)物體從要
位于同一圓周上,a點(diǎn)為圓周的最高點(diǎn),d點(diǎn)直31上的不同點(diǎn)滑到圓的
為最低點(diǎn),每根桿上都套有一個(gè)小滑環(huán)(苗底壁,正好屬于等時(shí)費(fèi)模
小夫亙己).三個(gè)清環(huán)分別從a、b、c處節(jié)型中的其中一種情況.所
放(初速為0),用t、t.、t依次表示各清以可以直接使用結(jié)論.
到達(dá)d所用^■,則()
A.t<t.<tB.t>t;>t
C.ti>t>t
【答案】D
【解析】由等時(shí)圓結(jié)論:小球從圓上的各個(gè)位置沿光滑弦軌道靜止清下,清到圓的底端的時(shí)間相等.
所以直接可得答案選D
強(qiáng)化訓(xùn)練
L如圖,在斜坡上有?根旗桿長(zhǎng)為L(zhǎng),現(xiàn)在?個(gè)
【答案】『2代
小環(huán)從旗桿頂部沿一根光滑鋼絲AB滑至斜坡底
部,又知OB=L。求小環(huán)從A滑到B的時(shí)間,【解析】可以以O(shè)為圓心,以L為半徑畫(huà)一個(gè)
A
圓。根據(jù)“等時(shí)圓”的規(guī)律可知,從A滑到B
2貞共5頁(yè)
#04
反向添加ma
模型概覽
系統(tǒng)中各個(gè)物體的加速度不相同,求解外力。這種場(chǎng)景的常規(guī)做法是通過(guò)隔離法分別受力分析列式,去求解外力。但
是常規(guī)方法較為繁瑣。
這類場(chǎng)景中的求解外力,可以將有加速度a的物體m,即非平衡態(tài)的物體,通過(guò)反向添加ma轉(zhuǎn)化成平衡態(tài),然
后用整體法列平衡條件,求解即可。
操作步驟
1.標(biāo)?每個(gè)物體的加速度;
2.力口?對(duì)有加速度的物體反向添加ma;
3.列?整體法列平衡條件,求解未知外力。
典型例題
例.質(zhì)量為M的木箱放在水平地面上,木箱中有一豎直立桿,一質(zhì)量為用的小蟲(chóng)(圖中利用EI代替)
沿立桿以加速度a=;g勻加速向上爬,則小蟲(chóng)在向上底的過(guò)程中,木箱對(duì)地面的壓力為()
思路分析
質(zhì)量為M的木箱放在水平地面上,木箱中
有一豎直立桿,一質(zhì)量為m的小蟲(chóng)(圖中信息解讀:兩個(gè)物體
加速受不同,且求孥
思路分析:分析木箱加速利用圓代菩)沿立桿以加速度a==g勻加
外力.
度為0,處于平衡狀態(tài);
小蟲(chóng)加速度為a,此時(shí)若對(duì)速向上爬,則小蟲(chóng)在向上膽的過(guò)程中,木
小蟲(chóng)反向添加ma時(shí),小
箱對(duì)地面的壓力為(
蟲(chóng)將處于平衡態(tài).再整體
受力分析,列平衡條件,
求地面對(duì)木箱的支持力.
C.Adg+—mgD.Mg+—mg
2—
強(qiáng)化訓(xùn)練
楔形木塊靜止不動(dòng),這時(shí)楔形木塊對(duì)■水平臬面的
隨著b向上運(yùn)動(dòng),F(xiàn),,/曾大,a增大,ma>
2壓力等于()
則尸N>F+N。故C錯(cuò)誤,D正確.A.Mg+mg
B.Mg+2mg
C.Mg+mg(sina+sinp)
4.如圖所示,一質(zhì)昂:為m的滑塊,在粗糙水平面D.Mg+mg(cosa+cosp)
上的質(zhì)量為M的斜劈上下滑,斜面光滑,下滑過(guò)
程中,M始終靜止,則卜.列說(shuō)法正確的是()
A.水平面受到M的壓力大于(M+m)g【答案】A
B.水平面爻到M的壓力小丁(M+m)g【解析】斜面光1,a、b的加速度已知,分別為
C.水平面對(duì)M有水平向右的摩擦力
Qi=gsina、a=gsi叩,分別對(duì)a、b反向添加
D.水平面對(duì)M沒(méi)有摩擦力2
m%、m&,則整體平衡“受力分析如圖所示,
【答案】BC
【解析】斜面光滑,則m的加速度為a=gsine,■七
對(duì)m反向添加ma轉(zhuǎn)化成平衡態(tài)。
#05
均速法求解勻變速直線運(yùn)動(dòng)
模型概覽
思路點(diǎn)撥
強(qiáng)化訓(xùn)練
C.-ni/s2D.—ni/s2△v/一也2(七一也)也以
9一(V1+V2)X
故D正確。
【答案】B
【解析】第?段時(shí)間內(nèi)的平均速度為:
V]=p-=芋m/s=4m/s,
第一.段時(shí)間內(nèi)的平均速度為:
也=5=竽m/s=8m/s,
根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻
的瞬時(shí)速度知,兩個(gè)中間時(shí)刻的時(shí)間間隔為:
△t=2+ls=3s,
則加速度為:a=?m/s2=Jm/s?。
閃此選項(xiàng)ACD錯(cuò)誤,B正確
5.?物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),通過(guò)?段位
#06
傾斜傳送帶模型
模型概覽
思路分析
強(qiáng)化訓(xùn)練
1.如圖所示,傾斜傳送帶以不變的速度丫順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。將質(zhì)吊為,〃的物塊輕輕放在水平傳
送帶的底端.4處,經(jīng)/秒,物塊的速度也變?yōu)?再經(jīng)/秒到達(dá)頂端4處,求物塊前「杪的位
移與后/秒的位移之比。
【答案】1:2
[碎機(jī)】物體先做勻加速運(yùn)動(dòng),后與傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng)。XI=;/,占=vt。故內(nèi):占=1:2。
2.如圖所小,繃緊的傳送帶打水平面的夾角6=30%皮帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下,始終保持以
r(J=2ni/s的速率運(yùn)行?,F(xiàn)把?質(zhì)量為〃,=10kg的I:件(可視為質(zhì)點(diǎn))輕輕放在皮帶的底端,經(jīng)
時(shí)間1.9s,工件被傳送到人=L5】n的高處,8取10m/s?0求工件與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)。
#07
小球落彈簧模型一動(dòng)力學(xué)篇
模型概覽
思路分析
強(qiáng)化訓(xùn)練
I.如圖所示,一個(gè)箱子放在水平地面上,箱內(nèi)有?【舲析】根據(jù)系統(tǒng)牛頓第二定律,有
個(gè)固定的豎直直桿,在桿上套著?個(gè)環(huán)。箱子和桿(M+m)g-N=ma,uj得N=(僅+昉g-me。
的質(zhì)量為M,環(huán)的質(zhì)量為o己知環(huán)沿著桿加速下
滑,加速度為"(〃<&),求此時(shí)箱對(duì)地面的壓力“
2.如卜圖所示,斜面體M始終處了靜止?fàn)顟B(tài),節(jié)物
體/〃沿斜而卜滑時(shí),卜列說(shuō)法正
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