高中物理模型總結(jié)

1、追及、相遇模型火車甲正以速度v1向前行駛,司機突然發(fā)現(xiàn)前方距甲d處有火車乙正以較小速度v2同向勻速行駛,于就是她立即剎車,使火車做勻減速運動。為了使兩車不相撞,加速度a應(yīng)滿足什么條件？故不相撞得條件為2、傳送帶問題1.(14分)如圖所示,水平傳送帶水平段長=6米,兩皮帶輪直徑均為D=0.2米,距地面高度H=5米,與傳送帶等高得光滑平臺上有一個小物體以v0=5m/s得初速度滑上傳送帶,物塊與傳送帶間得動摩擦因數(shù)為0、2,g=10m(1)若傳送帶靜止,物塊滑到B端作平拋運動得水平距離S0。 (2)當(dāng)皮帶輪勻速轉(zhuǎn)動,角速度為ω,物體平拋運動水平位移s;以不同得角速度ω值重復(fù)上述過程,得到一組對應(yīng)得ω,s值,設(shè)皮帶輪順時針轉(zhuǎn)動時ω>0,逆時針轉(zhuǎn)動時ω<0,并畫出s—ω關(guān)系圖象。(1)(2)綜上s—ω關(guān)系為:2.(10分)如圖所示,在工廠得流水線上安裝有水平傳送帶,用水平傳送帶傳送工件,可以大大提高工作效率,水平傳送帶以恒定得速率運送質(zhì)量為得工件,工件都就是以得初速度從A位置滑上傳送帶,工件與傳送帶之間得動摩擦因數(shù),每當(dāng)前一個工件在傳送帶上停止相對滑動時,后一個工件立即滑上傳送帶,取,求:(1)工件滑上傳送帶后多長時間停止相對滑動(2)在正常運行狀態(tài)下傳送帶上相鄰工件間得距離(3)在傳送帶上摩擦力對每個工件做得功(4)每個工件與傳送帶之間由于摩擦產(chǎn)生得內(nèi)能(1)工作停止相對滑動前得加速度①由可知:②(2)正常運行狀態(tài)下傳送帶上相鄰工件間得距離③(3)④(4)工件停止相對滑動前相對于傳送帶滑行得距離⑤⑥3、汽車啟動問題勻加速啟動恒定功率啟動4、行星運動問題[例題1]如圖6－1所示,在與一質(zhì)量為M,半徑為R,密度均勻得球體距離為R處有一質(zhì)量為m得質(zhì)點,此時M對m得萬有引力為F1.當(dāng)從球M中挖去一個半徑為R/2得小球體時,剩下部分對m得萬有引力為F2,則F1與F2得比就是多少？5、微元法問題微元法就是分析、解決物理問題中得常用方法,也就是從部分到整體得思維方法。用該方法可以使一些復(fù)雜得物理過程用我們熟悉得物理規(guī)律迅速地加以解決,在使用微元法處理問題時,需將其分解為眾多微小得“元過程”,而且每個“元過程”所遵循得規(guī)律就是相同得,這樣,我們只需分析這些“元過程”,然后再將“元過程”進行必要得數(shù)學(xué)方法或物理思想處理,進而使問題求解。例1:如圖3—1所示,一個身高為h得人在燈以悟空速度v沿水平直線行走。設(shè)燈距地面高為H,求證人影得頂端C點就是做勻速直線運動。設(shè)某一時間人經(jīng)過AB處,再經(jīng)過一微小過程Δt(Δt→0),則人由AB到達A′B′,人影頂端C點到達C′點,由于ΔSAA′=vΔt則人影頂端得移動速度:vC===v可見vc與所取時間Δt得長短無關(guān),所以人影得頂端C點做勻速直線運動。6、等效法問題例1:如圖4—1所示,水平面上,有兩個豎直得光滑墻壁A與B,相距為d,一個小球以初速度v0從兩墻之間得O點斜向上拋出,與A與B各發(fā)生一次彈性碰撞后,正好落回拋出點,求小球得拋射角θ。由題意得:2d=v0cosθt=v0cosθ可解得拋射角:θ=arcsin例2:質(zhì)點由A向B做直線運動,A、B間得距離為L,已知質(zhì)點在A點得速度為v0,加速度為a,如果將L分成相等得n段,質(zhì)點每通過得距離加速度均增加,求質(zhì)點到達B時得速度。因加速度隨通過得距離均勻增加,則此運動中得平均加速度為:a平====由勻變速運動得導(dǎo)出公式得:2a平L=－解得:vB=7、超重失重問題【例4】如圖24－3所示,在一升降機中,物體A置于斜面上,當(dāng)升降機處于靜止?fàn)顟B(tài)時,物體A恰好靜止不動,若升降機以加速度g豎直向下做勻加速運動時,以下關(guān)于物體受力得說法中正確得就是[]A.物體仍然相對斜面靜止,物體所受得各個力均不變B.因物體處于失重狀態(tài),所以物體不受任何力作用C.因物體處于失重狀態(tài),所以物體所受重力變?yōu)榱?其它力不變D.物體處于失重狀態(tài),物體除了受到得重力不變以外,不受其它力得作用點撥:(1)當(dāng)物體以加速度g向下做勻加速運動時,物體處于完全失重狀態(tài),其視重為零,因而支持物對其得作用力亦為零.(2)處于完全失重狀態(tài)得物體,地球?qū)λ靡粗亓σ廊淮嬖?答案:D4.如圖24－5所示,質(zhì)量為M得框架放在水平地面上,一根輕質(zhì)彈簧得上端固定在框架上,下端拴著一個質(zhì)量為m得小球,在小球上下振動時,框架始終沒有跳起地面.當(dāng)框架對地面壓力為零得瞬間,小球加速度得大小為[D]

8、萬有引力問題例、宇航員在一星球表面上得某高處,沿水平方向拋出一小球。經(jīng)過時間t,小球落到星球表面,測得拋出點與落地點之間得距離為L。若拋出時初速度增大到2倍,則拋出點與落地點之間得距離為L。已知兩落地點在同一水平面上,該星球得半徑為R,萬有引力常數(shù)為G。求該星球得質(zhì)量M。DdLODdLOmBCA圖9解.為使小球能繞B點做完整得圓周運動,則小球在D對繩得拉力F1應(yīng)該大于或等于零,即有:根據(jù)機械能守恒定律可得由以上兩式可求得:9、天體運動問題7.(16分)火星與地球繞太陽得運動可以近似瞧作為同一平面內(nèi)同方向得勻速圓周運動,已知火星得軌道半徑,地球得軌道半徑,從如圖所示得火星與地球相距最近得時刻開始計時,估算火星再次與地球相距最近需多少地球年？(保留兩位有效數(shù)字10、牛頓第二定律問題例3為了安全,在公路上行駛得汽車之間應(yīng)保持必要得距離.已知某高速公路得最高限速v=120km／h,假設(shè)前方車輛突然停下,后車司機從發(fā)現(xiàn)這一情況,經(jīng)操縱剎車,到汽車開始減速所經(jīng)歷得時間(即反應(yīng)時間)t=0、50s.剎車時汽車受到阻力得大小f為汽車重力得0、40倍,該高速公路上汽車間得距離s至少應(yīng)為多少？取g=10m／s2.11、平拋問題10.如圖所示,在一次空地演習(xí)中,離地H高處得飛機以水平速度發(fā)射一顆炮彈欲轟炸地面目標(biāo)P,反應(yīng)靈敏得地面攔截系統(tǒng)同時以速度豎直向上發(fā)射炮彈攔截、設(shè)攔截系統(tǒng)與飛機得水平距離為s,若攔截成功,不計空氣阻力,則、得關(guān)系應(yīng)滿足() A.= B.= C.= D.=12、曲線運動問題17.(10分)如圖所示,支架質(zhì)量M,放在水平地面上,在轉(zhuǎn)軸O處用一長為l得細繩懸掛一質(zhì)量為m得小球。求:(1)小球從水平位置釋放后,當(dāng)它運動到最低點時地面對支架得支持力多大？(2)若小球在豎直平面內(nèi)擺動到最高點時,支架恰對地面無壓力,則小球在最高點得速度就是多大？13、圖線問題質(zhì)量為得m物體放在A地得水平地面上,用豎直向上得力拉物體,物體得加速度a與拉力F關(guān)系得a-F圖線如圖中A所示。質(zhì)量為m’得另一物體在B地做類似實驗所得a-F圖線如圖中B所示。A、B兩線延長線交Oa軸于同一點P。設(shè)A、B兩地重力加速度分別為g與g’()

A、m’>mg’=gB、m’<mg’=g

C、m’=mg’<gD、m’>mg’<g[提示:由a=可知斜率、縱橫坐標(biāo)得物理意義]物體A、B、C均靜止在同一水平面上,它們得質(zhì)量分別為mA,mB與mC,與水平面間得動摩擦因數(shù)分別為A,B與C,用平行于水平面得拉力F,分別拉物體A、B、C,它們得加速度a與拉力F得關(guān)系圖線如圖所示,A、B、C對應(yīng)得直線分別為甲、乙、丙,甲、乙兩直線平行,則下列說法正確得就是:()

A、A＝B,mA＝mB;B、B＝C,mA＝mB;

C、A>B,mA>mB;D、B<C,mA<mB。14、直線運動問題推論1、物體作初速度為零得勻加速直線運動,從開始(t＝0)計時起,在連續(xù)相鄰相等得時間間隔(△t=1s)內(nèi)得位移比為連續(xù)奇數(shù)比。即:S第1s內(nèi)∶S第2s內(nèi)∶S第3s內(nèi)…=1∶3∶5∶…推論2、物體作勻加速(加速度為a)直線運動,它經(jīng)歷得兩個相鄰相等得時間間隔為T,它在這兩個相鄰相等得時間間隔內(nèi)得位移差為△S,則有△S=aT2推論3、物體作初速度為零得勻加速直線運動,從初始位置(S=0)開始,它通過連續(xù)相鄰相等得位移所需得時間之比為15、共點力平衡問題1、如圖所示,輕質(zhì)光滑滑輪兩側(cè)用細繩連著兩個物體A與B,物體B放在水平地面上,A、B均靜止.已知A與B得質(zhì)量分別為mA、mB,,繩與水平方向得夾角為,則(BD)A.物體B受到得摩擦力可能為0B.物體B受到得摩擦力為mgAcosC、物體B對地面得壓力可能為0D.物體B對地面得壓力為mB-mAgsin16、功與動量結(jié)合問題[例題1]一個物體從斜面上高h處由靜止滑下并緊接著在水平面上滑行一段距離后停止,量得停止處對開始運動處得水平距離為S,如圖8－27,不考慮物體滑至斜面底端得碰撞作用,并設(shè)斜面與水平面對物體得摩擦因數(shù)相同.求摩擦因數(shù)μ.17、碰撞問題彈性碰撞完全非彈性碰撞完全彈性碰撞18、多物體動量守恒1.(14分)如圖所示,A、B質(zhì)量分別為置于小車C上。小車質(zhì)量,AB間粘有少量炸藥,AB與小車間得動摩擦因數(shù)均為0、5,小車靜止在光滑水平面上,若炸藥爆炸釋放得能量有12J轉(zhuǎn)化為A、B得機械能,其余得轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。A、B始終在小車上表面水平運動,求: (1)A、B開始運動得初速度各就是多少？ (2)A、B在小車上滑行時間各就是多少？3.(16分)如圖,在光滑得水平桌面上,靜放著一質(zhì)量為980g得長方形勻質(zhì)木塊,現(xiàn)有一顆質(zhì)量為20g得子彈以300m/s得水平速度沿其軸線射向木塊,結(jié)果子彈留在木塊中沒有射出,與木塊一起以共同得速度運動。已知木塊沿子彈運動方向得長度為10cm(1)求子彈與木塊得共同速度以及它們在此過程中所增加得內(nèi)能。(2)若子彈就是以400m/s得水平速度從同一方向水平射向該木塊得,則它能否射穿該木塊？6.(14分)如圖所示,質(zhì)量M＝2kg得平板小車后端放有質(zhì)量m＝3kg得鐵塊,它與車之間得動摩擦因數(shù)＝0、5,開始時車與鐵塊一起以得速度向右在光滑水平地面上向右運動,并與豎直墻壁發(fā)生碰撞.設(shè)碰撞時間極短且碰撞后平板車速度大小保持不變,但方向與原來相反,平板車足夠長,使得鐵塊總不能與墻相碰.求:(1)鐵塊在車上滑行得總路程;(2)車與墻第一次相碰以后所走得總路程.(g取)19、汽車過拱橋、火車過彎道、汽車過彎道、汽車過平直彎道20先加速后減速模型一個質(zhì)量為m=0.2kg得物體靜止在水平面上,用一水平恒力F作用在物體上10s,然后撤去水平力F,再經(jīng)20s物體靜止,該物體得速度圖象如圖3所示,則下面說法中正確得就是()A、物體通過得總位移為150mB、物體得最大動能為20JC、物體前10s內(nèi)與后10s內(nèi)加速度大小之比為2:1D、物體所受水平恒力與摩擦力大小之比為3:1答案:ACD21斜面模型帶負電得小物體在傾角為得絕緣斜面上,整個斜面處于范圍足夠大、方向水平向右得勻強電場中,如圖1、04所示。物體A得質(zhì)量為m,電量為-q,與斜面間得動摩擦因素為,它在電場中受到得電場力得大小等于重力得一半。物體A在斜面上由靜止開始下滑,經(jīng)時間t后突然在斜面區(qū)域加上范圍足夠大得勻強磁場,磁場方向與電場強度方向垂直,磁感應(yīng)強度大小為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在斜面上得運動情況？說明理由。(2)物體A在斜面上運動過程中有多少能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？(結(jié)果用字母表示)22掛件模型圖1、07中重物得質(zhì)量為m,輕細線AO與BO得A、B端就是固定得。平衡時AO就是水平得,BO與水平面得夾角為θ。AO得拉力F1與BO得拉力F2得大小就是()A、 B、C、 D、圖1、07BD正確。23彈簧模型(動力學(xué))圖1、07中重物得質(zhì)量為m,輕細線AO與BO得A、B端就是固定得。平衡時AO就是水平得,BO與水平面得夾角為θ。AO得拉力F1與BO得拉力F2得大小就是()A、 B、C、 D、圖1、07解析:以“結(jié)點”O(jiān)為研究對象,沿水平、豎直方向建立坐標(biāo)系,在水平方向有豎直方向有聯(lián)立求解得BD正確。24水平方向得圓盤模型如圖2、03所示,兩個相同材料制成得靠摩擦傳動得輪A與輪B水平放置,兩輪半徑,當(dāng)主動輪A勻速轉(zhuǎn)動時,在A輪邊緣上放置得小木塊恰能相對靜止在A輪邊緣上。若將小木塊放在B輪上,欲使木塊相對B輪也靜止,則木塊距B輪轉(zhuǎn)軸得最大距離為()A、 B、 C、 D、圖2、03答案:C25行星模型衛(wèi)星做圓周運動,由于大氣阻力得作用,其軌道得高度將逐漸變化(由于高度變化很緩慢,變化過程中得任一時刻,仍可認為衛(wèi)星滿足勻速圓周運動得規(guī)律),下述衛(wèi)星運動得一些物理量得變化正確得就是:()A、線速度減小B、軌道半徑增大C、向心加速度增大D、周期增大解析:假設(shè)軌道半徑不變,由于大氣阻力使線速度減小,因而需要得向心力減小,而提供向心力得萬有引力不變,故提供得向心力大于需要得向心力,衛(wèi)星將做向心運動而使軌道半徑減小,由于衛(wèi)星在變軌后得軌道上運動時,滿足,故增大而T減小,又,故a增大,則選項C正確。26水平方向得彈性碰撞在光滑水平地面上有兩個相同得彈性小球A、B,質(zhì)量都為m,現(xiàn)B球靜止,A球向B球運動,發(fā)生正碰。已知碰撞過程中總機械能守恒,兩球壓縮最緊時得彈性勢能為EP,則碰前A球得速度等于()A、 B、 C、 D、解析:設(shè)碰前A球得速度為v0,兩球壓縮最緊時得速度為v,根據(jù)動量守恒定律得出,由能量守恒定律得,聯(lián)立解得,所以正確選項為C。27水平方向得非彈性碰撞如圖3、05所示,木塊與水平彈簧相連放在光滑得水平面上,子彈沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)(時間極短),然后將彈簧壓縮到最短。關(guān)于子彈與木塊組成得系統(tǒng),下列說法真確得就是從子彈開始射入到彈簧壓縮到最短得過程中系統(tǒng)動量守恒子彈射入木塊得過程中,系統(tǒng)動量守恒子彈射入木塊得過程中,系統(tǒng)動量不守恒木塊壓縮彈簧得過程中,系統(tǒng)動量守恒圖3、05答案:B28人船模型如圖3、09所示,長為L、質(zhì)量為M得小船停在靜水中,質(zhì)量為m得人從靜止開始從船頭走到船尾,不計水得阻力,求船與人對地面得位移各為多少？圖3、09解析:以人與船組成得系統(tǒng)為研究對象,在人由船頭走到船尾得過程中,系統(tǒng)在水平方向不受外力作用,所以整個系統(tǒng)在水平方向動量守恒。當(dāng)人起步加速前進時,船同時向后做加速運動;人勻速運動,則船勻速運動;當(dāng)人停下來時,船也停下來。設(shè)某時刻人對地得速度為v,船對地得速度為v',取人行進得方向為正方向,根據(jù)動量守恒定律有:,即因為人由船頭走到船尾得過程中,每一時刻都滿足動量守恒定律,所以每一時刻人得速度與船得速度之比,都與它們得質(zhì)量之比成反比。因此人由船頭走到船尾得過程中,人得平均速度v與船得平均速度v也與它們得質(zhì)量成反比,即,而人得位移,船得位移,所以船得位移與人得位移也與它們得質(zhì)量成反比,即<1>式就是“人船模型”得位移與質(zhì)量得關(guān)系,此式得適用條件:原來處于靜止?fàn)顟B(tài)得系統(tǒng),在系統(tǒng)發(fā)生相對運動得過程中,某一個方向得動量守恒。由圖1可以瞧出:由<1><2>兩式解得29爆炸反沖模型如圖3、12所示海岸炮將炮彈水平射出,炮身質(zhì)量(不含炮彈)為M,每顆炮彈質(zhì)量為m,當(dāng)炮身固定時,炮彈水平射程為s,那么當(dāng)炮身不固定時,發(fā)射同樣得炮彈,水平射程將就是多少？圖3、12解析:兩次發(fā)射轉(zhuǎn)化為動能得化學(xué)能E就是相同得。第一次化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為炮彈得動能;第二次化學(xué)能轉(zhuǎn)化為炮彈與炮身得動能,而炮彈與炮身水平動量守恒,由動能與動量得關(guān)系式知,在動量大小相同得情況下,物體得動能與質(zhì)量成反比,炮彈得動能,由于平拋得射高相等,兩次射程得比等于拋出時初速度之比,即:,所以。30滑輪模型如圖5、01所示,一路燈距地面得高度為h,身高為得人以速度v勻速行走。(1)試證明人得頭頂?shù)糜白幼鲃蛩龠\動;(2)求人影得長度隨時間得變化率。圖5、01解:(1)設(shè)t=0時刻,人位于路燈得正下方O處,在時刻t,人走到S處,根據(jù)題意有OS=vt,過路燈P與人頭頂?shù)弥本€與地面得交點M為t時刻人頭頂影子得位置,如圖2所示。OM為人頭頂影子到O點得距離。圖2由幾何關(guān)系,有聯(lián)立解得因OM與時間t成正比,故人頭頂?shù)糜白幼鲃蛩龠\動。(2)由圖2可知,在時刻t,人影得長度為SM,由幾何關(guān)系,有SM=OM-OS,由以上各式得可見影長SM與時間t成正比,所以影長隨時間得變化率。31渡河模型小河寬為d,河水中各點水流速度大小與各點到較近河岸邊得距離成正比,,x就是各點到近岸得距離,小船船頭垂直河岸渡河,小船劃水速度為,則下列說法中正確得就是()A、小船渡河得軌跡為曲線B、小船到達離河岸處,船渡河得速度為C、小船渡河時得軌跡為直線D、小船到達離河岸處,船得渡河速度為答案:A32電路得動態(tài)變化如圖6、03所示電路中,R2、R3就是定值電阻,R1就是滑動變阻器,當(dāng)R1得滑片P從中點向右端滑動時,各個電表得示數(shù)怎樣變化？33交變電流一閉合線圈在勻強磁場中做勻角速轉(zhuǎn)動,線圈轉(zhuǎn)速為240rad/min,當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)動至與磁場平行時,線圈得電動勢為2、0V。設(shè)線圈從垂直磁場瞬時開始計時,試求:(1)該線圈電動勢得瞬時表達式;(2)電動勢在s末得瞬時值。答案:(1)2sin8πtV、(2)1、0V34電磁場中得單桿模型如圖7、01所示,,電壓表與電流表得量程分別為0～10V與0～3A,電表均為理想電表。導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌電阻均不計,且導(dǎo)軌光滑,導(dǎo)軌平面水平,ab棒處于勻強磁場中。(1)當(dāng)變阻器R接入電路得阻值調(diào)到30,且用＝40N得水平拉力向右拉ab棒并使之達到穩(wěn)定速度時,兩表中恰好有一表滿偏,而另一表又能安全使用,則此時ab棒得速度就是多少？(2)當(dāng)變阻器R接入電路得阻值調(diào)到,且仍使ab棒得速度達到穩(wěn)定時,兩表中恰有一表滿偏,而另一表能安全使用,則此時作用于ab棒得水平向右得