2022年高中物理模型解题.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载高中物理模型解题模型解题归类一、刹车类问题匀减速到速度为零即停止运动,加速度a 突然消逝,求解时要留意确定其实际运动时间；假如问题涉及到最终阶段（到速度为零）的运动,可把这个阶段看成反向、初速度为零、加速度不变的匀加速直线运动；【题 1】汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上发生滑动,可以明显地看出滑动的痕迹,即常说的刹车线；由刹车线长短可以得知汽车刹车前的速度的大小,因此刹车线的长度是分析交通事故的一个重要依据；如汽车轮胎跟地面的动摩擦因数是 0.7,刹车线长是 14m,汽车在紧急刹车前的速度是否超过事故路段的最高限速 50

2、km/h？【题 2】一辆汽车以 72km/h 速率行驶,现因故紧急刹车并最终终止运动,已知汽车刹车过程加速度的大小为 5m/s 2 ,就从开头刹车经过 5秒 汽车通过的位移是多大二、类竖直上抛运动问题物体先做匀加速运动,到速度为零后,反向做匀加速运动,加速过程的加速度与减速运动过程的加速度相同；此类问题要留意到过程的对称性,解题时可以分为上升过程和下落过程,也可以取整个过程求解；【题 1】一滑块以 20m/s 滑上一足够长的斜面, 已知滑块加速度的大小为 5m/s 2 ,就经过 5秒 滑块通过的位移是多大？【题 2】物体沿光滑斜面匀减速上滑,加速度大小为 4m/s 2,6s 后又返回原点；那么

3、下述结论正确的是（）A 物体开头沿斜面上滑时的速度为 12m/s B 物体开头沿斜面上滑时的速度为 10m/s C 物体沿斜面上滑的最大位移是 18m D 物体沿斜面上滑的最大位移是 15m 三、追及相遇问题两物体在同始终线上同向运动时,由于二者速度关系的变化,会导致二者之间的距离的变化,显现追及相撞的现象；两物体在同始终线上相向运动时,会显现相遇的现象；解决此类问题的关键是两者的位移关系,即抓住：“ 两物体同时显现在空间上的同一点；分析方法有：物理分析法、极值法、图像法；常见追及模型有两个：速度大者（减速）追速度小者（匀速）、速度小者（初速度为零的匀加速直线运动）追速度大者（匀速）、1、速度

4、大者（减速）追速度小者（匀速） ：（有三种情形）名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载（1）速度相等时,如追者位移等于被追者位移与两者间距之和,就 恰好追上 ；【题 1】汽车正以 10m/s 的速度在平直大路上前进 , 发觉正前方有一辆自行车以 4m/s 的速度同方向做匀速直线运动 , 汽车应在距离自行车多远时关闭油门 , 做加速度为 6m/s 2的匀减速运动 , 汽车才不至于撞上自行车 . （2）速度相等时,如追者位移小于被追者位移与两者间距之和,就 追不上 ；（此种情形下,两者间距有最小值）【

5、题 2】一车处于静止状态 ,车后距车 S0=25m 处有一个人 ,当车以 1m/s 2 的加速度开头起动时 ,人以 6m/s 的速度匀速追车；问：能否追上 .如追不上 , 人车之间最小距离是多少 . （3）速度相等时, 如追者位移大于被追者位移与两者间距之和,两者间距有极大值）就有两次相遇 ；（此种情形下,【题 3】甲乙两车在一平直的道路上同向运动, 图中三角形 OPQ 和三角形 OQT 的面积分别为S1和 S2（S2S 1.初始时,甲车在乙车前方 S0处（）A.如 S0=S 1+S2,两车不相遇 B.如 S0a 前,就必定是后者推着前者运动,两者有挤压力；如a后a 前,就前者即将甩开后者（分

6、别） ,两者没有挤压力；【题 1】如图,光滑水平面上放置紧靠在一起的 A、B 两个物体, mA=3kg,mB=6kg,推力 FA作用于 A 上,拉力 FB 用于 B 上,FA、FB 大小均随时间而变化,其规律分别为 FA=9 - 2 tN,FB=2 + 2 tN,求：A、B 间挤压力 FN 的表达式； 从 t=0 FA FB开头,经多长时间 A、B 相互脱离？A B【题 2】如图,一根劲度系数为 k、质量不计的轻弹簧,上端固定、下端系一质量为 m的物体,有一水平板将物体托住,并使弹簧处于自然长度；现手持水平板使它由静止开头以加速度 a（ag）匀加速向下移动；求：设弹簧的弹力记为 f=kx,求物

7、体与水平板间挤压力 FN 的表达式；物体与水平板分别时弹簧的形变量；经过多长时间木板开头与物体分别；【题 3】如图,在倾角为 的光滑斜面上端系一劲度系数为k 的轻弹簧, 弹簧下端连有一质量为m 的小球,球被一垂直于斜面的挡板拦住, 此时弹簧没有形变； 如手持挡板以加速度 a（aaBCA、B 加速度相同时,速度 A B2、当物体系中其它物体都保持平稳状态,只有一个物体有加速度时,系统所受的合外力只给该物体加速；即 F合外=m1a,【题3】如下列图,质量为 M 的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定一个质量为 m 的小球,小球上下振动时,框架始终没有跳起 .当框架对地面压力为零瞬时,小球的加速度大

8、小为： （）A.g B. M m g C.0 D. M m g 图m m【题 4】如图,一只质量为 m 的小猴抓住用绳吊在天花板上的一根质量为 M 的竖直杆； 当悬绳突然断裂时,小猴急速沿杆竖直上爬, 以保持它离地面的高度不变； 就杆下降的加速度为 （）m M m M mg g gA. g B. M C. M D. M M m3、当物体系中全部物体都保持平稳状态时,系统所受的合外力为零；【题 4】两刚性球 a 和 b 的质量分别为 ma 和 mb,直径分别为 da和 dbdadb.将 a、b 球依次放入一竖直放置、内径为 ddaddadb的平底圆筒内,如图 3 所示.设 a、b 两球静止时对圆

9、筒侧面的压力大小分别为 FN1 和 FN2,筒底所受的压力大小为 F.已知重力加速度大小为 g. 如全部接触都是光滑的,就 A.Fmambg,FN1FN2 C.magFmambg,FN1FN2 十一、运动的合成与分解1、牵连运动问题B.Fmambg,FN1 FN2 D.magFmambg,FN1 FN2名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载牵连运动问题中的速度分解,有时往往成为解某些综合题的关键；处理这类问题应从实际 情形动身,牢牢抓住实际运动就是合运动；作出合速度沿绳或杆方向上的分速度,即为牵

10、连速度；【题 1】如图 11所示,在水面上方高 20m 处,人用绳子通过定滑轮将水中的小船系住,并以 3 m/s 的速度将绳子收短,开头时绳与水面夹角 30 ,试求：1刚开头时小船的速度；25秒末小船速度的大小；2、小船过河问题处理方法：轮船渡河是典型的运动的合成与分解问题,小船在有肯定流速的水中过河时,实际上参加了两个方向的分运动,即随水流的运动（水冲船的运动）和船相对水的运动（即在 静水中的船的运动）,船的实际运动是合运动；（1）过河时间最短问题：在河宽、船速肯定时,在一般情形下,渡河时间 t d d,明显,当 90 1 船 sin时,即船头的指向与河岸垂直,渡河时间最小为 d ,合运动沿

11、 v的方向进行；v【题 1】在抗洪抢险中,战士驾驶摩托艇救人,假设江岸是平直的,洪水沿江向下游流去,水流速度为 v1,摩托艇在静水中的航速为v2,战士救人的地点 A 离岸边最近处 O 的距离为 d,如战士想在最短时间内将人送上岸,就摩托艇登陆的地点离d1O 点的距离为 Ad22B0 Cd1D22221（2）过河位移最小问题：如船水,就应使船头偏向上游,使得合速度垂直于河岸,位移为河宽,vvv偏离上游的角度为cos水；（亦可懂得为： v船的一个重量抵消水流的冲击,船水船另一个重量使船过河）名师归纳总结 如v 船v 水,就不论船的航向如何,总是被水冲向下游,怎样才能使Bvv船E漂下的距离最短呢？如

12、下列图, （用动态圆分析）设船头v 船与河岸成 Av水角；合速度 v 与河岸成 角；可以看出： 角越大,船漂下的距离x 越短,那么,在什么条件下 角最大呢？以 v水的矢尖为圆心, v船为半径画圆,当 v 与圆相切时, 角最大,依据cosv 船船头与河岸的夹角第 9 页,共 17 页v 水- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载v 船d此时渡河的最短应为v 船arccosv 水,船沿河漂下的最短距离为：x minv 水v船cossin位移：sddv 水v 船v2=3ms,问：cos【题 2】河宽 d60m,水流速度 v16ms,小船在静水中

13、的速度1要使它渡河的时间最短,就小船应如何渡河 2要使它渡河的航程最短,就小船应如何渡河3、平抛、类平抛问题（1）类平抛问题.最短时间是多少 . .最短的航程是多少 . 将运动分解为初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向的匀加速直线运动；【题1】有三个质量相等,分别带正电、负电和不带电的小球 A、B、C,从同一位置以相同 速度 v0先后射入竖直方向的匀强电场中,它们落在正极板的位置如图 3-3-4所示,就以下说法中精确的是（）A.小球A带正电,小球 B不带电,小球 c带负电 B.三个小球在电场中的运动时间相等 C.三个小球到达正极板的动能 EKA EKBEKC D.三个小球到达正极板的动量

14、增量pA pB pC【题 2】如图 1-4-5所示,光滑斜面长为 a,宽为 b,倾角为 ,一物块沿斜面左上方顶点 P水 平射入,而从右下方顶点 Q离开斜面；就以下说法中正确选项（）A物块在斜面上做匀变速曲线运动；B物块在斜面上做匀变速直线运动；2 bC物块从顶点 P水平射入时速度为 ag sinD物块从顶点 P水平射入时速度为 a g sin2 b【题 3】将一带电小球在距水平地面 H 高处以肯定的初速度水平抛出,从抛出点到落地点的位移 L25m；如在地面上加一个竖直方向的匀强电场,小球抛出后恰做直线运动；如将电场的场强减为一半,小球落到水平地面上跟没有电场时的落地点相距 s=8.28m,如图

15、 11 所示,求：（取 g=10m/s 2）1 小球抛出点距地面的高度 H；2 小球抛出时的初速度的大小；（2）平抛 +斜面问题名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载这类问题的关键是处理斜面的倾角和平抛运动的位移矢量三角形、速度矢量三角形的关系；结合平抛运动推论tan =2tan （其中 为 t 时刻速度与水平方向的夹角, 为该时刻位移与水平方向的夹角）即可便利解决问题；平抛点在斜面的顶端 （此时斜面的倾角可化入平抛运动的位移矢量三角形）【题 1】从倾角为 的足够长的斜面顶端 的初速度水平向右抛

16、出,第一次初速度为A 点,先后将同一小球以不同 v1,球落到斜面上前一瞬时的速度方向与斜面的夹角为 1,其次次初速度v2,球落在斜面上前一瞬时的速度方向与斜面间的夹角为 2 ,如v 2 v 1,试比较 1 和 2 的大小；平抛点在斜面的对面 （此时斜面的倾角可化入平抛运动的速度矢量三角形）【题 2】以初速度 v0 水平抛出一小球,恰好垂直击中倾角为 的斜面；试求：小球从抛出到击中斜面的时间t；十二、非匀速圆周运动竖直平面内的圆周运动一般是变速圆周运动 带电粒子在匀强磁场中运动除外 ,运动的速度大小和方向在不断发生变化,运动过程复杂,合外力不仅要转变运动方向,仍要改 变速度大小,所以一般不争论任

17、意位置的情形,只争论特殊的临界位置 最高点和最低 点；1轻绳类模型；运动质点在一轻绳的作用下绕中心点作变速圆周运动；由于绳子只能供应拉 力而不能供应支持力,质点在最高点所受的合力不能为零,合力的最小值是物体 的重力；所以：（1）质点过最高点的临界条件：质点达最高点时绳子的拉力刚好为零,质点在最高点的向心力全部由质点的重力来供应,这时有,式中的 是小球通过最高点的最小速度,叫临界速度；（2）质点能通过最高点的条件是；（3）当质点的速度小于这一值时,质点运动不到最高点高作抛体运动了；【题 1】如下列图,位于竖直平面内的光滑有轨道,由一段斜的直轨道与之相切的圆形轨道 连接而成,圆形轨道的半径为 R；

18、一质量为 m的小物块从斜轨道上某处由静止开头下滑,然 后沿圆形轨道运动；要求物块能通过圆形轨道最高点,且在该最高点与轨道间的压力不能 超过 5mg（g为重力加速度）；求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度 h的取值范畴；2轻杆类模型；名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载运动质点在一轻杆的作用下,绕中心点作变速圆周运动,由于轻杆能对质点供应支持力和拉力,所以质点过最高点时受的合力可以为零,质点在最高点可以处于平稳状态；所以质点过最高点的最小速度为零, （1）当时,轻杆对质点有竖直向上的支持力,其

19、大小等于质点的重力,即；（2）当 时,；（3）当,质点的重力不足以供应向心力, 杆对质点有指向圆心的拉力；且拉力随速度的增大而增大；（4）当时,质点的重力大于其所需的向心力,轻杆对质点的竖直向上的支持力,支持力随的增大而减小,；【题 2】如下列图光滑管形圆轨道半径为R（管径远小于 R）固定,小球 a、 b 大小相同,质量相同,均为 m,其直径略小于管径,能在管中无摩擦运动两球先后以相同速度）v 通过轨道最低点,且当小球 a 在最低点时,小球b 在最高点,以下说法正确选项（A速度 v 至少为,才能使两球在管内做圆周运动B当 v=时,小球 b 在轨道最高点对轨道无压力C当小球 b 在最高点对轨道无

20、压力时,小球a 比小球 b 所需向心力大 5mgD只要 v,小球 a 对轨道最低点压力比小球b 对轨道最高点压力都大 6mg【补充】竖直平面内的圆周运动一般可以划分为这两类,竖直（光滑）圆弧内侧的圆周运动,水流星的运动,过山车运动等,可化为竖直平面内轻绳类圆周运动；汽车过凸形拱桥,小球在 竖直平面内的（光滑）圆环内运动,小球套在竖直圆环上的运动等,可化为轻竖直平面内轻杆 类圆周运动；十三、天体运动问题天体问题可归纳为以下三种模型：1、重力与万有引力关系模型（1）考虑地球（或某星球）自转影响,地表或地表邻近的随地球转的物体所受重力实质是万有引力的一个分力；由于地球的自转,因而地球表面的物体随地球

21、自转时需要向心力,向心力 必来源于地球对物体的万有引力,重力实际上是万有引力的一个分力,由于纬度的变化,物体 作圆周运动的向心力也不断变化,因而地球表面的物体重力将随纬度的变化而变化,即重力加速度的值 g 随纬度变化而变化；从赤道到两极逐步增大在赤道上,在两极处,；【题 1】如图所示,、为质量均为 度上,假如把地球看成是一个匀称球体,就以下说法中正确选项： （）m的两个质点,分别置于地球表面不同纬 、两质点随地球自转做匀速圆周运动,AP、Q做圆周运动的向心力大小相等 B P、Q受地球重力相等 CP、Q做圆周运动的角速度大小相等 DP、Q做圆周运动的周期相等名师归纳总结 - - - - - -

22、-第 12 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载（2）忽视地球（星球）自转影响,就地球（星球）表面或地球（星球）上方高空物体所受的重力就是地球 （星球）对物体的万有引力； 特殊的,在星球表面邻近对任意质量为 m的物体有：mg G Mm2 gR 2GM 这就是黄金代换公式,此式虽然是在星球表面邻近推得的,但在星球R非表面邻近的问题中,亦可用；【题 2】荡秋千是大家宠爱的一项体育活动随着科技的快速进展,将来的某一天,同学们也许会在其它星球上享受荡秋千的乐趣；你当时所在星球的半径为量不计、摆长不变、摆角小于90 ,万有引力常量为G；R,可将人视为质

23、点,秋千质（1）如经过最低位置的速度为v0, 能上升的最大高度是h,就该星球表面邻近的重力加速度 g 等于多少？（2）该星球的质量是 M 2、卫星（行星）模型卫星（行星）模型的特点是卫星（行星）绕中心天体做匀速圆周运动,如图 2所示；（1）卫星（行星）的动力学特点：中心天体对卫星（行星）的万有引力供应卫星（行星）做匀速圆周运动的向心力,即有：；（2）卫星（行星）轨道特点：由于卫星（行星）正常运行时只受中心天体的万有引力作用,所以卫星（行星）平面必定经过中心天体中心；（3）卫星（行星）模型题型设计：1 争论卫星（行星）的向心加速度、绕行速度、角速度、周期与半径的关系问题 ；由得,故越大,越小；由得,故越大,越小；由得,故越大,越小；得,故越大,越长；【题 3】我国发射的探月卫星“ 嫦娥1号” 轨道是圆形的,且贴近月球表面已知月球的质量约名师归纳总结 为地球质量的,月球的半径约为地球半径的, 地球上的第一宇宙速度约为79km/s,就该探月卫星绕月运行的速率约为（） C11km/s D36km/s A04km/s B 18km/s 第 13 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载2 求中心天体的质量 或密度（设中心天体的半径）如已知卫星绕中心