高中物理典型物理模型及方法

高中典型物理模型及方法（精华）

◆ 1. 连接体模型： 是指运动中几个物体或叠放在一起、或并排挤放在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组。解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法。

整体法 是指连接体内的物体间无相对运动时

,可以把物体组作为整体，对整体用牛二定律列方程

隔离法 是指在需要求连接体内各部分间的相互作用 (如求相互间的压力或相互间的摩擦力等

)时，把某物体从连

接体中隔离出来进行分析的方法。

连接体的圆周运动：两球有相同的角速度；两球构成的系统机械能守恒 (单个球机械能不守恒 )

与运动方向和有无摩擦 ( μ 相同 ) 无关，及与两物体放置的方式都无关。

平面、斜面、竖直都一样。只要两物体保持相对静止

m 1

记住： N=

m 2 F 1 m 1 F 2 (N 为两物体间相互作用力

),

m 1 m 2

m 2

一起加速运动的物体的分子

2 1

m 2

F

N

m 1F 2 和 mF 两项的规律并能应用

m 2

m 1 讨论：① F 1≠ 0； F 2=0

F

F=(m 1 +m 2 )a

m 1 m 2

N=m 2 a

m 2

F

N=

m 1 m 2

② F 1≠ 0；F 2≠0

F= m 1 (m 2 g) m 2 (m 1 g)

m 1

m 2

m 2 F 1

m 1 F 2

m 1 (m 2 g )

m 2 (m 1 gsin

)

N=

F=

m 1

m 2

m 1 m 2

( F 2 0

就是上面的情

m A (m B g ) m B F

F=

m 1

m 2

况)

F 1>F 2 m 1>m 2 N 1

N 5 对 6=

m

F (m 为第 6 个以后的质量 ) 第 12 对 13 的作用力

N 12 对 13= (n - 12)m

F

M

nm

◆2. 水流星模型 (竖直平面内的圆周运动—— 是典型的变速圆周运动 )

研究物体通过最高点和最低点的情况，并且经常出现临界状态。 (圆周运动实例 )

①火车转弯

②汽车过拱桥、凹桥

3

③飞机做俯冲运动时，飞行员对座位的压力。

④物体在水平面内的圆周运动（汽车在水平公路转弯，水平转盘上的物体，绳拴着的物体在光滑水平面上

绕绳的一端旋转）和物体在竖直平面内的圆周运动（翻滚过山车、水流星、杂技节目中的飞车走壁等） 。⑤万有引力——卫星的运动、库仑力——电子绕核旋转、洛仑兹力——带电粒子在匀强磁场中的偏转、重力与弹力的合力——锥摆、 （关健要搞清楚向心力怎样提供的）

（ 1）火车转弯 ：设火车弯道处内外轨高度差为 h ，内外轨间距 L ，转弯半径 R 。由于外轨略高于内轨，使得火车所受重力和支持力的合力 F 合 提供向心力。

2

由 Fmg tanmg sinmg h

m v 0

得 v 0

Rgh

（ v 0 为转弯时规定速度） v 0 g tan R

合

L

R

L

( 是内外轨对火车都无摩擦力的临界条件 )

①当火车行驶速率 V 等于 V 0 时， F 合=F 向 ，内外轨道对轮缘都没有侧压力

v

2

②当火车行驶 V 大于 V 0 时， F 合

力，

F 合 +N=m

R

③当火车行驶速率 V 小于 V 0 时， F 合>F 向 ，内轨道对轮缘有侧压力，

F 合 -N'= m v

2

R

即当火车转弯时行驶速率不等于

V 0时，其向心力的变化可由内外轨道对轮缘侧压力自行调节，但调节程度

不宜过大，以免损坏轨道。火车提速靠增大轨道半径或倾角来实现 （2）无支承 的小球，在竖直平面内作圆周运动过最高点情况：

2

知, 小球速度越小 , 绳拉力或环压力 T 越小 , 但 T 的最小值只能为零 , 此时小球以重力提供

受力：由 mg+T=mv/L 作向心力 .

结论： 通过最高点时 绳子 ( 或轨道 ) 对小球没有力的作用 ( 可理解为恰好通过或恰好通不过的条件 ) ，此时只

有重力提供作向心力 . 注意讨论：绳系小球从最高点抛出做圆周还是平抛运动。

能过最高点条件： V ≥V 临 （当 V ≥ V 临时，绳、轨道对球分别产生拉力、压力）

不能过最高点条件： V

v 临2

讨论： ① 恰能通过最高点时： mg=m

，临界速度 V 临 = gR ；

R

可认为距此点

R

( 或距圆的最低点 )

5R 处落下的物体。

h

h

2 2 ☆ 此时最低点需要的速度为 V 低临 = 5gR

☆最低点拉力大于最高点拉力

F=6mg

v

2

② 最高点状态 : mg+T 1 = m

高 ( 临界条件 T 1 =0, 临界速度 V 临 = gR , V ≥ V 临才能通过 )

L

2

v 低

1 m v 低2

1

mg2L

最低点状态 : T 2 - mg =

m

L

高到低过程机械能守恒 :

2

2 m v

高

2

T 2 - T 1=6mg(g 可看为等效加速度 )

② 半圆：过程 mgR=

12

v

2

低 =

2 gR

T-mg= m R

T=3mg 2 mv

最低点 绳上拉力

； 过低点的速度为

小球在与悬点等高处静止释放运动到最低点，最低点时的向心加速度 a=2g

③与竖直方向成 角下摆时 , 过低点的速度为 V 低 =

2 gR (1 cos )

,

此时绳子拉力 T=mg(3-2cos )

（3）有支承 的小球，在竖直平面作圆周运动过最高点情况：

U 2

①临界条件：杆和环对小球有支持力的作用

（由 mg N m

知）

R

当 V=0时， N=mg （可理解为小球恰好转过或恰好转不过最高点）

② 当 0

v gR 时，支持力 N 向上且随 v 增大而减小，且 mg N 0

③ 当 v

gR 时， N

④ 当 v

gR 时， N 向下 (即拉力 )随 v 增大而增大，方向指向 圆心。

2

当小球运动到最高点时，速度v gR 时，受到杆的作用力N（支持）

但 N mg ，（力的大小用有向线段长短表示）

当小球运动到最高点时，速度v gR 时，杆对小球无作用力N0

当小球运动到最高点时，速度v ＞gR 时，小球受到杆的拉力N 作用

12

恰好过最高点时，此时从高到低过程mg2R= 2mv

2

T=5mg；恰好过最高点时，此时最低点速度：V低 = 2 gR 低点： T-mg=mv/R

注意物理圆与几何圆的最高点、最低点的区别：

( 以上规律适用于物理圆, 但最高点 , 最低点 , g都应看成等效的情况)

2．解决匀速圆周运动问题的一般方法

（1）明确研究对象，必要时将它从转动系统中隔离出来。

（2）找出物体圆周运动的轨道平面，从中找出圆心和半径。

（3）分析物体受力情况，千万别臆想出一个向心力来。

（4）建立直角坐标系（以指向圆心方向为x 轴正方向）将力正交分解。

（5） F x

v2222

m m R m （） R

建立方程组R T

F y0

3．离心运动

22

在向心力公式 F n=mv/R中， F n是物体所受合外力所能提供的向心力，mv/R 是物体作圆周运动所需要的向心力。当提供的向心力等于所需要的向心力时，物体将作圆周运动；若提供的向心力消失

或小于所需要的向心力时，物体将做逐渐远离圆心的运动，即离心运动。其中提供的向心力消失时，

物体将沿切线飞去，离圆心越来越远；提供的向心力小于所需要的向心力时，物体不会沿切线飞去，但沿切线和圆周之间的某条曲线运动，逐渐远离圆心。

◆3斜面模型（搞清物体对斜面压力为零的临界条件）

斜面固定：物体在斜面上情况由倾角和摩擦因素决定

=tg 物体沿斜面匀速下滑或静止> tg物体静止于斜面

< tg物体沿斜面加速下滑a=g(sin一cos)

◆4．轻绳、杆模型

绳只能受拉力，杆能沿杆方向的拉、压、横向及任意方向的力。╰

α

如图：杆对球的作用力由运动情况决定只有=arctg( a)时才沿杆方向

g

最高点时杆对球的作用力；最低点时的速度?，杆的拉力 ?若小球带电呢？

m

L

·

E

假设单 B 下摆 ,最低点的速度V B=2gR mgR= 1mv2B

2

R1'21'2╰整体下摆 2mgR=mg+mv A mv Bα222

'''

=3''6

V B 2 V A V A gR； V B2V A=2gR > V B= 2 gR

55

所以 AB 杆对 B 做正功， AB 杆对 A 做负功

◆5．通过轻绳连接的物体

①在沿绳连接方向(可直可曲 )，具有共同的v 和 a。

特别注意：两物体不在沿绳连接方向运动时，先应把两物体的v 和 a 在沿绳方向分解，求出两物体的

v 和 a 的关系式，

②被拉直瞬间，沿绳方向的速度突然消失，此瞬间过程存在能量的损失。

讨论：若作圆周运动最高点速度V0 < gR ，运动情况为先平抛，绳拉直时沿绳方向的速度消失

即是有能量损失，绳拉紧后沿圆周下落机械能守恒。而不能够整个过程用机械能守恒。

求水平初速及最低点时绳的拉力？

换为绳时 :先自由落体 ,在绳瞬间拉紧 (沿绳方向的速度消失)有能量损失 (即 v1突然消失 ),再 v 2下摆机械能守恒例：摆球的质量为m，从偏离水平方向 30°的位置由静释放，设绳子为理想轻绳，求：小球运动到最低点 A 时绳子受到的拉力是多少？

◆ 5．超重失重模型

系统的重心在竖直方向上有向上或

向下的加速度( 或此方向的分量 a y)

向上超重 (加速向上或减速向下)F=m(g+a) ；向下失重(加速向下或减速上

升)F=m(g-a)

难点：一个物体的运动导致系统重心的运动

1 到

2 到

3 过程中(1、3 除外 )超重状态

绳剪断后台称示数铁木球的运动

系统重心向下加速用同体积的水去补充

a F 斜面对地面的压力 ?

地面对斜面摩擦力 ?

导致系统重心如何运动？

m

图 9

◆6. 碰撞模型：

两个相当重要典型的物理模型，后面的动量守恒中专题讲解◆7. 子弹打击木块模型：

◆8. 人船模型：

一个原来处于静止状态的系统，在系统内发生相对运动的过程中，

在此方向遵从①动量守恒方程：mv=MV ； ms=MS ；②位移关系方程 s+S=ds=

M M/m=L

m

/L

M

d

m M

载人气球原静止于高h 的高空 ,气球质量为 M, 人的质量为 m.若人沿绳梯滑至地面，则绳梯至少为多长？

m

O

SS M

R

20m

◆9. 弹簧振子模型：F=-Kx (X、F、a、v、A、T、f、E K、E P等量的变化规律) 水平型或竖直型◆10. 单摆模型：T=2l / g（类单摆）利用单摆测重力加速度

◆11. 波动模型：特点 :传播的是振动形式和能量 ,介质中各质点只在平衡位置附近振动并不随波迁移。①各质点都作受迫振动，

②起振方向与振源的起振方向相同，

③离源近的点先振动，

④没波传播方向上两点的起振时间差= 波在这段距离内传播的时间

⑤波源振几个周期波就向外传几个波长。

⑥波从一种介质传播到另一种介质,频率不改变 , 波速v=s/t=/T=f

波速与振动速度的区别波动与振动的区别：波的传播方向质点的振动方向（同侧法）

知波速和波形画经过t后的波形（特殊点画法和去整留零法）

◆12. 图象模形：识图方法：一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点

F 明确：点、线、面积、斜率、截距、交点的含义

中学物理中重要的图象

⑴运动学中的 s-t 图、 v-t 图、振动图象 x-t图以及波动图象y-x图等。

⑵电学中的电场线分布图、磁感线分布图、等势面分布图、交流电图象、电磁振荡i-t 图等。

⑶实验中的图象：如验证牛顿第二定律时要用到a-F 图象、 F-1/m 图象；用“伏安法”测电阻0t

t 或 s

时要画 I-U 图象；测电源电动势和内电阻时要画U-I 图；用单摆测重力加速度时要画的图等。

⑷在各类习题中出现的图象：如力学中的F-t 图、电磁振荡中的q-t 图、电学中的 P-R 图、电磁感应中的Φ-t 图、 E-t 图等。

●模型法常常有下面三种情况

(1) “对象模型”：即把研究的对象的本身理想化．

用来代替由具体物质组成的、代表研究对象的实体系统，称为对象模型（也可称为概念模型），

实际物体在某种条件下的近似与抽象，如质点、光滑平面、理想气体、理想电表等；

常见的如“力学”中有质点、点电荷、轻绳或杆、轻质弹簧、单摆、弹簧振子、弹性体、绝热物质等；

(2)条件模型：把研究对象所处的外部条件理想化 . 排除外部条件中干扰研究对象运动变化的次要因素，突出外部条件的本质特征或最主要的方面，从而建立的物理模型称为条件模型．

(3)过程模型：把具体过理过程纯粹化、理想化后抽象出来的一种物理过程，称过程模型

理想化了的物理现象或过程，如匀速直线运动、自由落体运动、竖直上抛运动、平抛运动、匀速圆周运动、简谐运动等。

有些题目所设物理模型是不清晰的，不宜直接处理，但只要抓住问题的主要因素，忽略次要因素，恰当的

将复杂的对象或过程向隐含的理想化模型转化，就能使问题得以解决。

解决物理问题的一般方法可归纳为以下几个环节：

审视物理情景构建物理模型转化为数学问题还原为物理结论

原始的物理模型可分为如下两类：

对象模型（质点、轻杆、轻绳、弹簧振子、单摆、理想气体、物理模型

点电荷、理想电表、理想变压器、匀强电场、匀强磁场、点光源、光线、

原子模型等）

过程模型（匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动、平抛运动、简谐运

物理解题方法：如整体法、假设法、极限法、逆向思维法、物理模型法、等效法、物理图像法等．

●知识分类举要

力的瞬时性（产生 a ）F=ma 、运动状态发生变化牛顿第二定律

1．力的三种效应：时间积累效应 (冲量 )I=Ft 、动量发生变化动量定理

空间积累效应 ( 做功 )w=Fs动能发生变化动能定理

2．动量观点：动量 (状态量 ) ：p=mv= 2 mE K冲量 (过程量 )： I = F t

动量定理：内容：物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。

’

(解题时受力分析和正方向的规定是关键)

公式： F 合 t = mv 一 mv

I=F 合t=F

1t 1 +F 2 t 2 +---=p=P末 -P 初 =mv末 -mv初

动量守恒定律：内容、守恒条件、不同的表达式及含义：p p '；p0 ；p 1 - p 2

内容：相互作用的物体系统，如果不受外力，或它们所受的外力之和为零，它们的总动量保持不变。

（研究对象：相互作用的两个物体或多个物体所组成的系统）

守恒条件：①系统不受外力作用。(理想化条件 )

②系统受外力作用，但合外力为零。

③系统受外力作用，合外力也不为零，但合外力远小于物体间的相互作用力。

④系统在某一个方向的合外力为零，在这个方向的动量守恒。

⑤全过程的某一阶段系统受合外力为零，该阶段系统动量守恒，

即：原来连在一起的系统匀速或静止 (受合外力为零 ) ，分开后整体在某阶段受合外力仍为零 ,可用动量守恒。

例：火车在某一恒定牵引力作用下拖着拖车匀速前进，拖车在脱勾后至停止运动前的过程中(受合外力为零) 动量守恒

“动量守恒定律” 、“动量定理”不仅适用于短时间的作用，也适用于长时间的作用。

不同的表达式及含义(各种表达式的中文含义)：

P＝ P′或 P1＋P＝P′＋P ′或m

1V 1

＋m

2V 2

＝m

1 V 1

′＋ m

2 V2

′212

( 系统相互作用前的总动量P 等于相互作用后的总动量 P′)

P＝ 0( 系统总动量变化为0)

P＝－P＇( 两物体动量变化大小相等、方向相反)

如果相互作用的系统由两个物体构成，动量守恒的实际应用中的具体表达式为

m1v 1+m 2v2= m1v1'm 2 v 2'； 0=m1v 1+m2 v2m1v 1+m2v 2=(m 1+m 2)v 共

原来以动量 (P)运动的物体，若其获得大小相等、方向相反的动量(－ P)，是导致物体静止或反向运动的临

界条件。即： P+( － P)=0

注意理解四性：系统性、矢量性、同时性、相对性

系统性：研究对象是某个系统、研究的是某个过程

矢量性：对一维情况，先．选定某一方向为正方向，速度方向与正方向相同的速度取正，反之取负，再把矢量运算简化为代数运算。，引入正负号转化为代数运算。不注意正方向的设定，往往得出

．

错误结果。一旦方向搞错，问题不得其解

相对性 : 所有速度必须是相对同一惯性参照系。

同时性： v 1、 v2是相互作用前同一时刻的速度，v1' 、 v2 ' 是相互作用后同一时刻的速度。

解题步骤 : 选对象 , 划过程 , 受力分析 . 所选对象和过程符合什么规律？用何种形式列方程 ( 先要规定正方向 ) 求解并讨论结果。

动量定理说的是物体动量的变化量跟总冲量的矢量相等关系；

动量守恒定律说的是存在内部相互作用的物体系统在作用前后或作用过程中各物体动量的矢量和保持不变

的关系。

◆7．碰撞模型和◆ 8子弹打击木块模型专题：

碰撞特点①动量守恒②碰后的动能不可能比碰前大③对追及碰撞 , 碰后后面物体的速度不可能大于前面

物体的速度。

◆ 弹性碰撞：弹性碰撞应同时满足：

m1 v1m2 v2m1 v1 m 2 v 2(1)2 m

1

E

k 1

2 m

2

E

K 2

''

2 m

1

E

K 1

2 m

2

E

K 2

1212121222' 2

p '2

m1 v1m2 v2m 1 v 1m 2 v 2 ( 2)p 1p 2p12 22222m 1 2 m 22m 12m 2

( m v 1

(m v 21

m 2 ) v 12m 2 v 2

'

( m 1m 2 )v 1

v

m 1m 2 m 1m 2'1

当 m0 时

v

2 m 1 v 1

22'

2

m 1 ) v 2 2 m 1 v 1v 2m

1

m

2 m 1m 2

（这个结论最好背下来，以后经常要用到。）

讨论 : ①一动一静且二球质量相等时的弹性正碰：速度交换

②大碰小一起向前；质量相等，速度交换；小碰大，向后返。

③原来以动量 (P)运动的物体，若其获得等大反向的动量时，是导致物体静止或反向运动的临界条件。

◆ “一动一静”弹性碰撞规律：即 m2 2；1v2代入、式

=0m=0(1)(2)

v22

2解得： v1 '=m 1m 2v 1（主动球速度下限）v

2'= 2 m 1v 1（被碰球速度上限）

m 1m 2m 1 m 2

讨论（ 1）：

当 m 1>m 2 时， v

1

'>0， v 2'>0

v 1 ′与 v 1 方向一致；当 m 1>>m 2 时， v 1'≈ v 1， v

2'≈ 2v 1

(高射炮打蚊子 )

当 m 1=m 2 时， v

1

'=0， v 2'=v 1 即 m 1 与 m 2 交换速度

当 m 1

1

'<0（反弹），v 2'>0 v 2′与 v 1 同向；当 m 1<

2'≈ 0 ( 乒乓球撞铅球 )

讨论（ 2）： 被碰球 2 获最大速度、最大动量、最大动能的条件为 A. 初速度 v 1 一定，当 m 1>>m 2 时， v 2'≈ 2v 1

2 m 1 m 2 v 1

2 m 1v 1 ，可见，当

m

1<

时， p

2'≈2m 1v 1=2p 1

B ．初动量 p 1 一定，由 p 2 '=m 2 v 2'=

m

1

m 1 m 2

1

m 2

C ．初动能 E K1 一定，当

m

1=m 2 时， E K2 '=E K1

◆完全非弹性碰撞应满足：

m 1 v 1

m 2 v 2

(m 1

m 2 ) v

v

m 1 v 1 m 2 v 2

m 1

m 2

E 损 1 m 1v 1

1 m

2 v 2 1

(m 1 m 2 )v ' 2 1 m 1 m 2 (v 1 v 2 ) 2

2 2 2

2 m 1 m 2

◆一动一静的完全非弹性碰撞（ 子弹打击木块模型 ）是高中物理的重点。

特点：碰后有共同速度，或两者的距离最大

( 最小 )或系统的势能最大等等多种说法 .

m 1 v 1 0

( m 1 m 2 )v

m 1 v 1

（主动球速度上限，被碰球速度下限）

v

m 1

m 2 12 0 1 ' 2

E 损

2 m 1 v 1 ( m 1 m 2 ) v

2

E 1 m v 1

2

m m v 2

m

1

m v

m

E 损

2

( mm )v

'

1

2 1

2

2

2

1

1

2

1 2

2( m 1

m 2 ) ( m 1 m 2 ) 2 1

1

m 1

k 1

2

m 2

讨论：

①E 损 可用于克服相对运动时的摩擦力做功转化为内能

E

损

=fd 相 =

1

mv

2 一

1 M)v '2

mMv 02

mMv 02 mMv 02

mg ·d 相 = 0

(m

=

d 相 =

M)f

=

2

2

2(m M) 2(m

2 g(m M)

②也可转化为弹性势能；

③转化为电势能、电能发热等等； （通过电场力或安培力做功）

由上可讨论主动球、被碰球的速度取值范围

(m 1 - m 2 )v 1 v 主

m 1 v 0 m 1 v 0 2m 1 v 1

m 1

m 2 m 1 m 2

m 1 m 2

v 被

m 2

m 1

“碰撞过程”中四个有用推论

推论一： 弹性碰撞前、后，双方的相对速度大小相等，即： u 2－ u 1= υ 1－υ 2

推论二： 当质量相等的两物体发生弹性正碰时，速度互换。

推论三： 完全非弹性碰撞碰后的速度相等

推论四： 碰撞过程受 ( 动量守恒 )(能量不会增加 )和( 运动的合理性 )三个条件的制约。

碰撞模型

v 0

1

v 0

v 0

v

L

s

A

B

A

B

M

v

A

其它的碰撞模型：

证明：完全非弹性碰撞过程中机械能损失最大。

证明：碰撞过程中机械能损失表为：△

E= 1 m 1 υ 1 2+

1

m 2υ 2 2 ―

1

m 1u 12

― 1 m 2 u 2 2

2

2

2

2

由动量守恒的表达式中得：

u

2=

1

(m 1υ 1+m 2υ 2－ m

1u 1)

m 2

代入上式可将机械能的损失△ E 表为 u 1 的函数为：

△ E=－

m 1

( m

1

m 2

)

u 1 2

－

m 1

( m

1 1

m

2 2

) u 1+[( 1 m 1 υ

2

1 m

2 υ 2 1 ( m 1 υ

υ

2

1 +

2

) －

1

+m 2

2) ]

2 m 2

m 2 2 2

2 m 2

这是一个二次项系数小于零的二次三项式，显然：当

m m 时，

u

1=u 2=

1 1

2 2

m

m

1

2

即当碰撞是完全非弹性碰撞时，系统机械能的损失达到最大值

2

1 2

－ 1 ( m 1 m 1 1

m

2 2

) 2

△E

m =

1

m 1υ 1 +

m 2υ 2 2 m 2 )(

m 1

m 2

2

2

子弹打木块模型： 物理学中最为典型的碰撞模型 ( 一定要掌握 )

子弹击穿木块时 ,两者速度不相等；子弹未击穿木块时 , 两者速度相等 .这两种情况的临界情况是：当子弹从

木块一端到达另一端，相对木块运动的位移等于木块长度时，两者速度相等．

例题： 设质量为 m 的子弹以初速度 v 0 射向静止在光滑水平面上的质量为 M 的木块，并留在木块中不再射

出，子弹钻入木块深度为

d 。求木块对子弹的平均阻力的大小和该过程中木块前进的距离。

解析： 子弹和木块最后共同运动，相当于完全非弹性碰撞。

从动量的角度看，子弹射入木块过程中系统动量守恒：

mv 0 M m v

从能量的角度看，该过程系统损失的动能全部转化为系统的内能。设平均阻力大小为

f ，设子弹、木

块的位移大小分别为

s 1、s 2，如图所示，显然有

s 1 -s 2=d

对子弹用动能定理：

1

mv 02

1

2

,,,,,,,,,,,,, ①

f s 1

mv 2

2

f 1 Mv

2

对木块用动能定理：

s 2

,,,,,,,,,,,,,,,,

②

2

①、②相减得： f d

1 mv 0

2 1 Mm v 2 Mm

v 02 ,,,,,, ③

2 2 2 M m

③式意义： f d 恰好等于系统动能的损失；根据能量守恒定律，系统动能的损失应该等于系统内能的增加；

可见 f d Q ，即两物体由于相对运动而摩擦产生的热

(机械能转化为内能 ),等于摩擦力大小与两物体相

对滑动的路程的乘积 ( 由于摩擦力是耗散力，摩擦生热跟路径有关，所以这里应该用路程，而不是用位移

)。

由上式不难求得平均阻力的大小：

Mmv 2 f

M

m d

2 m

至于木块前进的距离 s 2 ，可以由以上②、③相比得出：

s 2

d

Mm

从牛顿运动定律和运动学公式出发，也可以得出同样的结论。试试推理。 由于子弹和木块都在恒力作用下做匀变速运动，位移与平均速度成正比：

s 2d v 0v / 2 v 0v d v 0 Mm , s 2

m

s 2

v / 2

v

,

v

m

d

s 2

M

m

一般情况下

M

m ，所以 s

2<< d 。这说明在子弹射入木块过程中木块的位移很小，可以忽略不计。

这就为分阶段处理问题提供了依据。象这种运动物体与静止物体相互作用 ,动量守恒 ,最后共同运动的类型，

全过程动能的损失量可用公式：

E k

Mm v 02 ,,,,,,,,,④

2 M m

当子弹速度很大时，可能射穿木块，这时末状态子弹和木块的速度大小不再相等，但穿透过程中系统

动量仍然守恒，系统动能损失仍然是 E

K = f

d （这里的 d 为木块的厚度） ，但由于末状态子弹和木块速度

不相等，所以不能再用④式计算

E K 的大小。

做这类题目时一定要画好示意图，把各种数量关系和速度符号标在图上，以免列方程时带错数据。 以上所列举的人、船模型的前提是系统初动量为零。如果发生相互作用前系统就具有一定的动量，那 就不能再用

m

1v 1=m 2v 2

这种形式列方程，而要利用

(m

1+m 2)v 0

= m 1v 1

+ m 2v 2

列式。

特别要注意各种能量间的相互转化

3．功与能观点：

求功方法

单位： J

ev=1.9×10-19J 度 =kwh=3.6 × 106J 1u=931.5Mev

⊙力学 ： ① W = Fs cos (适用于恒力功的计算 )①理解正功、零功、负功②功是能量转化的量度

②W= P w FS =Fv) 功率 :P =

W · t (p=

=

(在 t 时间内力对物体做功的平均功率 ) P = Fv

t

t

t

(F 为牵引力 ,不是合外力； V 为即时速度时 ,P 为即时功率 .V 为平均速度时 ,P 为平均功率 .P 一定时 ,F 与 V 成正比）

2

动能： E K = 1 mv 2

p 重力势能 E p = mgh (凡是势能与零势能面的选择有关 )

2

2 m

③动能定理 ：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化

(增量 )

公式： W 合 = W 合 ＝W 1+ W 2+ , +W n =

E k = E k2 一 E k1 = 1

m V 2 2

1 mV 1 2

2 2 ⑴W 合 为外力所做功的代数和． (W 可以不同的性质力做功 )

⑵外力既可以有几个外力同时作用，也可以是各外力先后作用或在不同过程中作用： ⑶既为物体所受合外力的功。

④功是能量转化的量度 ( 最易忽视 )主要形式有： 惯穿整个高中物理的主线

“功是能量转化的量度”

这一基本概念含义理解。

⑴重力的功 ------ 量度 ------ 重力势能的变化

物体重力势能的增量由重力做的功来量度： W G = - E P ，这就是势能定理。

与势能相关的力做功特点 : 如重力 , 弹力 , 分子力 , 电场力它们做功与路径无关 ,只与始末位置有关 . 除重力和弹簧弹力做功外

,其它力做功改变机械能；

这就是机械能定理。

只有重力做功时系统的机械能守恒。

⑵电场力的功 ----- 量度 ------ 电势能的变化

⑶分子力的功 ----- 量度 ------ 分子势能的变化

⑷合外力的功 ------ 量度 ------- 动能的变化；这就是动能定理。

⑸摩擦力和空气阻力做功

W =fd 路程

E 内能(发热)

⑹一对互为作用力反作用力的摩擦力做的总功，用来量度该过程系统由于摩擦而减小的机械能， 也就是系统增加的内能。 f d=Q （ d 为这两个物体间相对移动的路程）

。

⊙ 热学： E=Q+W （热力学第一定律）

⊙电学：

W AB ＝qU AB ＝F 电 d E =qEd

E

动能 (导致电势能改变 ) W ＝QU ＝ UIt ＝ I 2 Rt ＝U 2 t/R

Q ＝I 2 Rt

E=I(R+r)=u

外

+u 内 =u 外+Ir P 电源 t =uIt+E 其它 P 电源 =IE=I U +I 2Rt

⊙磁学 ：安培力功 W ＝ F 安 d ＝ BILd

内能(发热)

BLV B 2L 2

V d

B

Ld

R

R

⊙光学： 单个光子能量 E ＝h γ

一束光能量 E 总 ＝ Nh γ (N 为光子数目 )

1

2

跃迁规律： h γ =E 末 -E 初 辐射或吸收光子

光电效应

E km

mv m ＝ h γ － W 0 2 ⊙原子： 质能方程： E ＝ mc

2

E ＝ mc

2

注意单位的转换换算

机械能守恒定律： 机械能 = 动能 +重力势能 + 弹性势能 (条件 :系统只有内部的重力或弹力做功 ).

守恒条件： (功角度 )只有重力和弹簧的弹力做功；

(能转化角度 )只发生动能与势能之间的相互转化。

“只有重力做功”

≠“只受重力作用” 。

在某过程中物体可以受其它力的作用，只要这些力不做功，或所做功的代数和为零，就可以认为是“只有 重力做功”。

列式形式： E 1=E 2(先要确定零势面 ) P 减 (或增 )=E 增 (或减 )

E A 减 (或增 )=E B 增 (或减 )

1

2

1 2

E p 减 = E k 增

mgh 1 +

mV 1

m g h 2

mV 2或者

2

2

除重力和弹簧弹力做功外 ,其它力做功改变机械能；滑动摩擦力和空气阻力做功 W =fd 路程 E 内能(发热)

4 ．功能关系： 功是能量转化的量度。 有两层含义： (1) 做功的过程就是能量转化的过程

, (2) 做功的多少决定了能转化的数量

, 即 : 功是能量转化的量度

强调：功是一种过程量，它和一段位移（一段时间）相对应；而能是一种状态量，它与一个时刻相对应。 两者的单位是相同的 ( 都是 J) ，但不能说功就是能，也不能说“功变成了能”

。

做功的过程是物体能量的转化过程，做了多少功，就有多少能量发生了变化，功是能量转化的量度．

(1)动能定理

合外力对物体做的总功 = 物体动能的增量．即 W

合

1 mv

2 1 mv 2 E k 2 E

k1 E k

2 2 2 1

(2) 与势

重力

能 相 关

力做功弹簧弹

导致

力

与之相 分子力

关的势 电场力

能变化

重力对物体所做的功 = 物体重力势能增量的负值．即

W

G =E P1—E P2= —

E P

重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加．

弹力对物体所做的功 = 物体弹性势能增量的负值．即

W 弹力 =E

P1—E P2= —

E P

弹力做正功 ,弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加． 分子力对分子所做的功 = 分子势能增量的负值 电场力对电荷所做的功

= 电荷电势能增量的负值

电场力做正功 , 电势能减少 ; 电场力做负功 ,电势能增加。注意：电荷的正负及移动方

(3)机械能变化原因

(4)机械能守恒定律

(5)静摩擦力做功的特点

(6)滑动摩擦力做功特点“摩擦所产生的热”

(7)一对作用力与反作用力做功的特点

(8)热学

外界对气体做功

(9)电场力做功

(10)电流做功

(11)安培力做功

(12)洛仑兹力永不做功

(13)光学

(14)原子物理

(15)能量转化和守恒定律向

除重力(弹簧弹力)以外的的其它力对物体所做的功=物体机械能的增量即

W F=E2— E1= E

当除重力 ( 或弹簧弹力 )以外的力对物体所做的功为零时，即机械能守恒

在只有重力和弹簧的弹力做功的物体系内，动能和势能可以互相转化，但机械能的总量保持不变．即

E

K2+E P2 = E K1+E P1

，

1

mv 1

2

mgh 11mv 2

2

mgh 2或E K = —

22

E P

(1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功；

(2)在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的互相转移，而没有机械能与其他形式

的能的转化，静摩擦力只起着传递机械能的作用；

(3)相互摩擦的系统内，一对静摩擦力对系统所做功的和总是等于零．

(1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功；

=滑动摩擦力跟物体间相对路程的乘积，即一对滑动摩擦力所做的功

(2)相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力对系统所做功的和总表现为负功，

其大小为 :W= —fS 相对 =Q 对系统做功的过程中 ,系统的机械能转化为其他形式的能，( S相对为相互摩擦的物体间的相对位移 ;若相对运动有往复性 ,则 S 相对为相对运动的路

程 )

(1)作用力做正功时，反作用力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功；

作用力做负功、不做功时，反作用力亦同样如此．

(2) 一对作用力与反作用力对系统所做功的总和可以是正功, 也可以是负功 , 还可以零．

外界对气体所做的功W 与气体从外界所吸收的热量Q 的和 = 气体内能的变化W+Q= △U ( 热力学第一定律 ,能的转化守恒定律 )

W=qu=qEd=F 电

S

E (与路径无关 )

(1) 在纯电阻电路中 w uItI 2 Rt u 2t (电流所做的功率=电阻发热功率）

R

(2)在电解槽电路中 ,电流所做的功率 = 电阻发热功率 +转化为化学能的的功率

(3)在电动机电路中 ,电流所做的功率 = 电阻发热功率与输出的机械功率之和

P 电源 t =uIt= +E 其它； W=IUt I2Rt

安培力所做的功对应着电能与其它形式的能的相互转化，即W 安=△E 电，

安培力做正功，对应着电能转化为其他形式的能（如电动机模型）；

克服安培力做功，对应着其它形式的能转化为电能（如发电机模型）；

且安培力作功的绝对值，等于电能转化的量值， W ＝ F

安

d ＝BILd内能 (发热 )洛仑兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小。

光子的能量 : E 光子 =hγ；一束光能量 E 光 =N×hγ (N 指光子数目 )

12

在光电效应中，光子的能量

hγ=W+

2 mv

原子辐射光子的能量hγ =E初—E末，原子吸收光子的能量hγ = E 末— E 初

爱因斯坦质能方程： E ＝mc 2

对于所有参与相互作用的物体所组成的系统，其中每一个物体的能量数值及形式都

可能发生变化，但系统内所有物体的各种形式能量的总合保持不变

功和能的关系贯穿整个物理学。现归类整理如下：

常见力做功与对应能的关系

常见的几种力做功

能量关系

数量关系式

力的种类

做功的正负

对应的能量 变化情况

①重力 mg

+ 重力势能 E P

减小

mgh=–

E P

– 增加

②弹簧的弹力 kx

+ 弹性势能 E 弹性

减小

W

弹

=–

E 弹性

– 增加

③分子力 F 分子

+ 分子势能 E 分子

减小

W 分子力 =–

E 分子

– 增加

④电场力 Eq

+ 电势能 E 电势 减小

qU = –

E 电势

– 增加

⑤滑动摩擦力 f

–

内能 Q 增加 fs 相对 = Q

⑥感应电流的安培力 F 安培

– 电能 E 电 增加 W 安培力=

E 电

⑦合力 F 合

+ 动能 E k

增加 W 合 = E k

– 减小

⑧重力以外的力 F

+ 机械能 E 机械

增加

W F = E

机械

–

减小

汽车的启动问题 : 具体变化过程可用如下示意图表示．关键是发动机的功率是否达到额定功率，

恒定功

a=

F f

当 a=0 即 F=f 时， 保持 v m 匀速

速度 V ↑ F=

P 定

率启动

v

m

v 达到最大 v m

∣→→→ 变加速直线运动 →→→→→→→∣→→→→

匀速直线运动 →→ ,,

P ↑=F 定

v ↑

当 P=P 额时

恒 定加

F f 定 即 P 随 v 的

F=

速 度启 a 定 =

m

a 定 = F

定

f

≠0，

动

即F 一定

增大而增大

m

a=

v 还要增大

P 额 当 a=0时，

v

v 达到最 Ff 大 v m ，此 m

后匀速

∣→→ 匀加速直线运动 →→→→∣→→→

变加速（ a ↓）运动 →→→→→∣→ 匀速运动 →

(1) 若额定功率下起动 , 则一定是变加速运动 , 因为牵引力随速度的增大而减小．求解时不能用匀变速运动的

规律来解 .

(2) 特别注意匀加速起动时 , 牵引力恒定．当功率随速度增至预定功率时的速度( 匀加速结束时的速度 ) ，并 不是车行的最大速度．此后，车仍要在额定功率下做加速度减小的加速运动 ( 这阶段类同于额定功率起动

)

直至 a=0 时速度达到最大．

(完整word版)高中物理传送带模型总结

“传送带模型” 1．模型特征一个物体以速度v0(v0≥0)在另一个匀速运动的物体上开始运动的力学系统可看做“传送带”模型，如图(a)、(b)、(c)所示． 2．建模指导 水平传送带问题：求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断．判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度，也就是分析物体在运动位移x(对地)的过程中速度是否和传送带速度相等．物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻． 水平传送带模型： 1.传送带是一种常用的运输工具，被广泛应用于矿山、码头、货场、车站、机场等．如图所示为火车站使用的传送带示意图．绷紧的传送带水平部分长度L＝5 m，并以v0＝2 m/s的速度匀速向右运动．现将一个可视为质点的旅行包无初速度地轻放在传送带的左端，已知旅行包与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2，g取10 m/s2 .(1)求旅行包经过多长时间到达传送带的右端； (2)若要旅行包从左端运动到右端所用时间最短，则传送带速度的大小应满足什么条件？最短时间是多少？ 2.如图所示，一质量为m=0.5kg的小物体从足够高的光滑曲面上自由滑下，然后滑上一水平传送带。已知物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2，传送带水平部分的长度L=5m，两端的传动轮半径为R=0.2m，在电动机的带动下始终以ω=15/rads的角速度沿顺时针匀速转运， 传送带下表面离地面的高度h不变。如果物体开始沿曲面下滑时距传送带表面 的高度为H，初速度为零，g取10m/s2.求： (1)当H=0.2m时，物体通过传送带过程中，电动机多消耗的电能。 (2)当H=1.25m时，物体通过传送带后，在传送带上留下的划痕的长度。 (3) H在什么范围内时，物体离开传送带后的落地点在同一位置。

高中物理二十四种模型

高中物理二十四种模型 ⒈"质心"模型:质心(多种体育运动).集中典型运动规律.力能角度. ⒉"绳件.弹簧.杆件"三件模型:三件的异同点,直线与圆周运动中的动力学问题和功能问题. ⒊"挂件"模型:平衡问题.死结与活结问题,采用正交分解法,图解法,三角形法则和极值法. ⒋"追碰"模型:运动规律.碰撞规律.临界问题.数学法(函数极值法.图像法等)和物理方法(参照物变换法.守恒法)等. ⒌"运动关联"模型:一物体运动的同时性.独立性.等效性.多物体参与的独立性和时空联系. ⒍"皮带"模型:摩擦力.牛顿运动定律.功能及摩擦生热等问题. ⒎"斜面"模型:运动规律.三大定律.数理问题. ⒏"平抛"模型:运动的合成与分解.牛顿运动定律.动能定理(类平抛运动). ⒐"行星"模型:向心力(各种力).相关物理量.功能问题.数理问题(圆心.半径.临界问题). ⒑"全过程"模型:匀变速运动的整体性.保守力与耗散力.动量守恒定律.动能定理.全过程整体法. ⒒"人船"模型:动量守恒定律.能量守恒定律.数理问题. ⒓"子弹打木块"模型:三大定律.摩擦生热.临界问题.数理问题. ⒔"爆炸"模型:动量守恒定律.能量守恒定律. ⒕"单摆"模型:简谐运动.圆周运动中的力和能问题.对称法.图象法. ⒖"限流与分压器"模型:电路设计.串并联电路规律及闭合电路的欧姆定律.电能.电功率.实际应用. ⒗"电路的动态变化"模型:闭合电路的欧姆定律.判断方法和变压器的三个制约问题. ⒘"磁流发电机"模型:平衡与偏转.力和能问题.

⒙"回旋加速器"模型:加速模型(力能规律).回旋模型(圆周运动).数理问题. ⒚"对称"模型:简谐运动(波动).电场.磁场.光学问题中的对称性.多解性.对称性. ⒛电磁场中的单杆模型:棒与电阻.棒与电容.棒与电感.棒与弹簧组合.平面导轨.竖直导轨等,处理角度为力电角度.电学角度.力能角度. 21.电磁场中的"双电源"模型:顺接与反接.力学中的三大定律.闭合电路的欧姆定律.电磁感应定律. 22.交流电有效值相关模型:图像法.焦耳定律.闭合电路的欧姆定律.能量问题. 23."能级"模型:能级图.跃迁规律.光电效应等光的本质综合问题. 24.远距离输电升压降压的变压器模型.

高中物理模型总结汇总

l v 0 v S v 0 A B v 0 A B v 0 l 滑块、子弹打木块模型之一 子弹打木块模型：包括一物块在木板上滑动等。μNS 相=ΔE k 系统=Q ，Q 为摩擦在系统中产生的热量。②小球在置于光滑水平面上的竖直平面内弧形光滑轨道上滑动 ：包括小车上悬一单摆单摆的摆动过程等。小球上升到最高点时系统有共同速度(或有共同的水平速度)；系统内弹力做功时，不将机械能转化为其它形式的能，因此过程中系统机械能守恒。 例题：质量为M 、长为l 的木块静止在光滑水平面上，现有一质量为m 的子弹以水平初速v 0射入木块，穿出时子弹速度为v ，求子弹与木块作用过程中系统损失的机械能。 解：如图，设子弹穿过木块时所受阻力为f ，突出时木块速度为V ，位移为S ，则子弹位移为(S+l)。水平方向不受外力，由动量守恒定律得：mv 0=mv+MV ① 由动能定理，对子弹 -f(s+l )=2 022 121 mv mv - ② 对木块 fs=02 12-MV ③ 由①式得 v= )(0v v M m - 代入③式有 fs=2022 )(21v v M m M -? ④ ②+④得 f l =})]([2121{212 12 1 2 120220222 v v M m M mv mv MV mv mv -+-=-- 由能量守恒知，系统减少的机械能等于子弹与木块摩擦而产生的内能。即Q=f l ，l 为子弹现木块的相对位移。 结论：系统损失的机械能等于因摩擦而产生的内能，且等于摩擦力与两物体相对位移的乘积。即 Q=ΔE 系统=μNS 相 其分量式为：Q=f 1S 相1+f 2S 相2+……+f n S 相n =ΔE 系统 1．在光滑水平面上并排放两个相同的木板，长度均为L=1.00m ，一质量 与木板相同的金属块，以v 0=2.00m/s 的初速度向右滑上木板A ，金属 块与木板间动摩擦因数为μ=0.1，g 取10m/s 2 。求两木板的最后速度。 2．如图示，一质量为M 长为l 的长方形木块B 放在光滑水平面上，在其右端放一质量为m 的小木块A ，m ＜M ，现以地面为参照物，给A 和B 以大小相等、方向相反的初速度 (如图)，使A 开始向左运动，B 开始向右运动，但最后A 刚好没有滑离 B 板。以地面为参照系。 ⑴若已知A 和B 的初速度大小为v 0，求它们最后速度的大小和方向； ⑵若初速度的大小未知，求小木块A 向左运动到最远处(从地面上看)到出发点的距离。 3．一平直木板C 静止在光滑水平面上，今有两小物块A 和B 分别以2v 0和v 0的初速度沿同一直线从长木板

高中物理模型总结整理

l v 0 v S v 0 A B v 0 A B v 0 l 滑块、子弹打木块模型之一 子弹打木块模型：包括一物块在木板上滑动等。μNS 相=ΔE k 系统=Q ，Q 为摩擦在系统中产生的热量。②小球在置于光滑水平面上的竖直平面内弧形光滑轨道上滑动 ：包括小车上悬一单摆单摆的摆动过程等。小球上升到最高点时系统有共同速度(或有共同的水平速度)；系统内弹力做功时，不将机械能转化为其它形式的能，因此过程中系统机械能守恒。 例题：质量为M 、长为l 的木块静止在光滑水平面上，现有一质量为m 的子弹以水平初速v 0射入木块，穿出时子弹速度为v ，求子弹与木块作用过程中系统损失的机械能。 解：如图，设子弹穿过木块时所受阻力为f ，突出时木块速度为V ，位移为S ，则子弹位移为(S+l)。水平方向不受外力，由动量守恒定律得：mv 0=mv+MV ① 由动能定理，对子弹 -f(s+l )=2022121 mv mv - ② 对木块 fs=0212-MV ③ 由①式得 v= )(0v v M m - 代入③式有 fs=2022)(21v v M m M -? ④ ②+④得 f l =})]([2121{21212121 202202220 v v M m M mv mv MV mv mv -+-=-- 由能量守恒知，系统减少的机械能等于子弹与木块摩擦而产生的内能。即Q=f l ，l 为子弹现木块的相对位移。 结论：系统损失的机械能等于因摩擦而产生的内能，且等于摩擦力与两物体相对位移的乘积。即 Q=ΔE 系统=μNS 相 其分量式为：Q=f 1S 相1+f 2S 相2+……+f n S 相n =ΔE 系统 1．在光滑水平面上并排放两个相同的木板，长度均为L=1.00m ，一质量 与木板相同的金属块，以v 0=2.00m/s 的初速度向右滑上木板A ，金属 块与木板间动摩擦因数为μ=0.1，g 取10m/s 2。求两木板的最后速度。 2．如图示，一质量为M 长为l 的长方形木块B 放在光滑水平面上，在其右端放一质量为m 的小木块A ，m ＜M ，现以地面为参照物，给A 和B 以大小相等、方向相反的初速度 (如图)，使A 开始向左运动，B 开始向右运动，但最后A 刚好没有滑离 B 板。以地面为参照系。 ⑴若已知A 和B 的初速度大小为v 0，求它们最后速度的大小和方向； ⑵若初速度的大小未知，求小木块A 向左运动到最远处(从地面上看)到出发点的距离。 3．一平直木板C 静止在光滑水平面上，今有两小物块A 和B 分别以2v 0和v 0的初速度沿同一直线从长木板

2010年经典高中物理模型--常见弹簧类问题分析

常见弹簧类问题分析 高考要求 轻弹簧是一种理想化的物理模型，以轻质弹簧为载体，设置复杂的物理情景，考查力的概念，物体的平衡，牛顿定律的应用及能的转化与守恒，是高考命题的重点，此类命题几乎每年高考卷面均有所见.应引起足够重视. 弹簧类命题突破要点 1.弹簧的弹力是一种由形变而决定大小和方向的力.当题目中出现弹簧时，要注意弹力的大小与方向时刻要与当时的形变相对应.在题目中一般应从弹簧的形变分析入手，先确定弹簧原长位置，现长位置，找出形变量x 与物体空间位置变化的几何关系，分析形变所对应的弹力大小、方向，以此来分析计算物体运动状态的可能变化. 2.因弹簧（尤其是软质弹簧）其形变发生改变过程需要一段时间，在瞬间内形变量可以认为不变.因此，在分析瞬时变化时，可以认为弹力大小不变，即弹簧的弹力不突变. 3.在求弹簧的弹力做功时，因该变力为线性变化，可以先求平均力，再用功的定义 进行计算，也可据动能定理和功能关系：能量转化和守恒定律求解.同时要注意弹力做功的特点：W k =-（21kx 22-21kx 12），弹力的功等于弹性势能增量的负值.弹性势能的公式E p =2 1kx 2，高考不作定量要求，可作定性讨论.因此，在求弹力的功或弹性势能的改变时，一般以能量的转化与守恒的角度来求解. 下面就按平衡、动力学、能量、振动、应用类等中常见的弹簧问题进行分析。 一、与物体平衡相关的弹簧问题 1.(1999年，全国)如图示，两木块的质量分别为m 1和m 2，两轻质 弹簧的劲度系数分别为k 1和k 2，上面木块压在上面的弹簧上(但不拴 接)，整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离 开上面弹簧．在这过程中下面木块移动的距离为( ) A.m 1g/k 1 B.m 2g/k 2 C.m 1g/k 2 D.m 2g/k 2 此题是共点力的平衡条件与胡克定律的综合题．题中空间距离的变化，要通过弹簧 形变量的计算求出．注意缓慢上提，说明整个系统处于一动态平衡过程，直至m 1离开上面的弹簧．开始时，下面的弹簧被压缩，比原长短(m 1 + m 2)g ／k 2，而m l 刚离开上面的弹簧，下面的弹簧仍被压缩，比原长短m 2g ／k 2，因而m 2移动△x ＝(m 1 + m 2)·g ／k 2 - m 2g ／k 2＝m l g

关于高级高中物理模型总结归纳

1、追及、相遇模型 火车甲正以速度v 1向前行驶，司机突然发现前方距甲d 处有火车乙正以较小速度v 2同向匀速行驶，于是他立即刹车，使火车做匀减速运动。为了使两车不相撞，加速度a 应满足什么条件？ 故不相撞的条件为d v v a 2)(2 21-≥ 2、传送带问题 1．（14分）如图所示，水平传送带水平段长L =6米，两皮带轮直径均为D=0.2米，距地面高度H=5米，与传送带等高的光滑平台上有一个小物体以v 0=5m/s 的初速度滑上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数为，g=10m/s 2，求： （1）若传送带静止，物块滑到B 端作平抛 运动 的水平距离S 0。 （2）当皮带轮匀速转动，角速度为ω，物 体平抛运动水平位移s ；以不同的角速度ω值重复 上述过程，得到一组对应的ω，s 值，设皮带轮顺时针转动时ω>0，逆时针转动时ω<0，并画出s —ω关系图象。 解：（1）)(12110m g h v t v s === （2）综上s —ω关系为：?? ? ??≥≤≤≤s rad s rad s rad s /707/70101.0/101ωωω ω 2．（10分）如图所示，在工厂的流水线上安装有水平传送带，用水平传送带传送工件，可以大大提高工作效率，水平传送带以的 工 恒定的速率s m v /2=运送质量为kg m 5.0=

件，工件都是以s m v /10=的初速度从A 位置滑上传送带，工件与传送带之间的动摩擦因数2.0=μ，每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时，后一个工件立即滑上传送带，取2/10s m g =，求： （1）工件滑上传送带后多长时间停止相对滑动 （2）在正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离 （3）在传送带上摩擦力对每个工件做的功 （4）每个工件与传送带之间由于摩擦产生的内能 解：（1）工作停止相对滑动前的加速度2/2s m g a ==μ ① 由at v v t +=0可知：s s a v v t t 5.02 1 20=-=-= ② （2）正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离m m vt s 15.02=?==? ③ （3）J J mv mv W 75.0)12(5.02 12121 222 02=-??=-= ④ （4）工件停止相对滑动前相对于传送带滑行的距离 )21(20at t v vt s +-=m )5.022 1 5.01(5.022??+?-?=m m 25.0)75.01(=-=⑤ J mgs fs E 25.0===μ内 ⑥ 3、汽车启动问题 匀加速启动 恒定功率启动 4、行星运动问题 [例题1] 如图6－1所示，在与一质量为M ，半径为R ，密度均匀的球体距离为R 处有一质量为m 的质点，此时M 对m 的万有引力为F 1．当从球M 中挖去一个半径为R/2的小球体时，剩下部分对m 的万有引力为F 2，则F 1与F 2的比是多少？

高中物理模型-水平方向上的碰撞弹簧模型

模型组合讲解——水平方向上的碰撞+弹簧模型 ［模型概述］ 在应用动量守恒、机械能守恒、功能关系和能量转化等规律考查学生的综合应用能力时，常有一类模型，就是有弹簧参与，因弹力做功的过程中弹力是个变力，并与动量、能量联系，所以分析解决这类问题时，要细致分析弹簧的动态过程，利用动能定理和功能关系等知识解题。 ［模型讲解］ 一、光滑水平面上的碰撞问题 例1. 在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球A 、B ，质量都为m ，现B 球静止，A 球向B 球运动，发生正碰。已知碰撞过程中总机械能守恒，两球压缩最紧时的弹性势能为E P ，则碰前A 球的速度等于（ ） A. m E P B. m E P 2 C. m E P 2 D. m E P 22 解析：设碰前A 球的速度为v 0，两球压缩最紧时的速度为v ，根据动量守恒定律得出 mv mv 20=，由能量守恒定律得220 )2(21 21v m E mv P +=，联立解得m E v P 20=，所以正确选项为C 。 二、光滑水平面上有阻挡板参与的碰撞问题 例 2. 在原子核物理中，研究核子与核子关联的最有效途径是“双电荷交换反应”。这 类反应的前半部分过程和下述力学模型类似，两个小球A 和B 用轻质弹簧相连，在光滑的水平直轨道上处于静止状态，在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P ，右边有一小球C 沿轨道以速度v 0射向B 球，如图1所示，C 与B 发生碰撞并立即结成一个整体D ，在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变，然后，A 球与挡板P 发生碰撞，碰后A 、D 都静止不动，A 与P 接触而不粘连，过一段时间，突然解除锁定（锁定及解除锁定均无机械能损失），已知A 、B 、C 三球的质量均为m 。 图1 （1）求弹簧长度刚被锁定后A 球的速度。 （2）求在A 球离开挡板P 之后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能。 解析：（1）设C 球与B 球粘结成D 时，D 的速度为v 1，由动量守恒得1 0)(v m m mv +=当弹簧压至最短时，D 与A 的速度相等，设此速度为v 2，由动量守恒得2132mv mv =，由

经典高中物理模型--打木块模型之一

l v 0 v S v 0 A B v 0 A B v 0 l 滑块、子弹打木块模型之一 子弹打木块模型：包括一物块在木板上滑动等。μNS 相=ΔE k 系统=Q ，Q 为摩擦在系统中产生的热量。②小球在置于光滑水平面上的竖直平面内弧形光滑轨道上滑动 ：包括小车上悬一单摆单摆的摆动过程等。小球上升到最高点时系统有共同速度(或有共同的水平速度)；系统内弹力做功时，不将机械能转化为其它形式的能，因此过程中系统机械能守恒。 例题：质量为M 、长为l 的木块静止在光滑水平面上，现有一质量为m 的子弹以水平初速v 0射入木块，穿出时子弹速度为v ，求子弹与木块作用过程中系统损失的机械能。 解：如图，设子弹穿过木块时所受阻力为f ，突出时木块速度为V ，位移为S ，则子弹位移为(S+l)。水平方向不受外力，由动量守恒定律得：mv 0=mv+MV ① 由动能定理，对子弹 -f(s+l )=2022 121mv mv - ② 对木块 fs=0212-MV ③ 由①式得 v=)(0v v M m - 代入③式有 fs=2022)(21v v M m M -? ④ ②+④得 f l =})]([2121{21212121202202220v v M m M mv mv MV mv mv -+-=-- 由能量守恒知，系统减少的机械能等于子弹与木块摩擦而产生的内能。即Q=f l ，l 为子弹现木块的相对位移。 结论：系统损失的机械能等于因摩擦而产生的内能，且等于摩擦力与两物体相对位移的乘积。即 Q=ΔE 系统=μNS 相 其分量式为：Q=f 1S 相1+f 2S 相2+……+f n S 相n =ΔE 系统 1．在光滑水平面上并排放两个相同的木板，长度均为L=1.00m ，一质量 与木板相同的金属块，以v 0=2.00m/s 的初速度向右滑上木板A ，金属 块与木板间动摩擦因数为μ=0.1，g 取10m/s 2。求两木板的最后速度。 2．如图示，一质量为M 长为l 的长方形木块B 放在光滑水平面上，在其右端放一质量为m 的小木块A ，m ＜M ，现以地面为参照物，给A 和B 以大小相等、方向相反的初速度 (如图)，使A 开始向左运动，B 开始向右运动，但最后A 刚好没有滑离 B 板。以地面为参照系。 ⑴若已知A 和B 的初速度大小为v 0，求它们最后速度的大小和方向； ⑵若初速度的大小未知，求小木块A 向左运动到最远处(从地面上看)到出发点的距离。

高中物理连体模型总结

精讲3 牛顿运动定律连体问题 ?在实际问题中，常常会碰到几个物体(连接)在一起在外力作用下运动，求解它们的运动规律及所受外力和相互作用力，这类问题被称为连接体问 题。 常见的连体模型：①用轻绳连接②直接接触 ③靠摩擦接触 a

连接体常会处于某种相同的运动状态，如处于平衡态或以相同的加速度运动。处理方法：整体法与隔离法相结合 整体法:就是把整个系统作为一个研究对象来分析的方法。不必考虑系统内力的影响，只考虑系统受到的外力，根据牛顿第二定律列方程求解. 例1：如图所示，U形框B放在粗糙斜面上刚好静止。若将物体A放入放入U形框B内，问B是否静止。 隔离法:是把系统中的各个部分（或某一部分）隔离，作为一个单独的研究对象来分析的方法。 此时系统内部各物体间的作用力（内力）就可能成为研究对象的外力，在分析时要加以注意。需要求内力时，一般要用隔离法。

例2 如图所示，为研究a与F、m关系的实验装置，已知A、B质量分别为m、M，当一切摩擦力不计时，求绳子拉力。原来说F约为mg，为什么？ 拓展：质量分别为m=2kg和M=3kg的物体A和B，挂在弹簧秤下方的定滑轮上，如图所示，当B加速下落时，弹簧秤的示数是。(g取10m/s2) 例3：用力F推，质量为M的物块A和质量为m的物块B，使两物体一起在光滑水平面上前进时，求物体M对m的作用力F N。

若两物体与地面摩擦因数均为μ时，相互作用力F N是否改变？为什么？ 例4．如图所示，质量为M的木箱放在水平面上，木箱中的立杆上套着一个质量为m的小球。开始时小球在杆的顶端，由静止释放后，小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的一半，则小球在下滑过程中，木箱对地面的压力是多少？ 拓展：如图所示，A、B的质量分别为m1和m2，叠放于光滑的水平面上，现用水平力拉A时，A、B一起运动的最大加速度为a1，若用水平力改拉B物体时，A，B一起运动的最大为a2，则a1:a2等于（） A．1：1 B．m1：m2 C．m2：m1D．m12：m22

高中物理解题模型详解总结

高考物理解题模型 目录 第一章运动和力................................................. 一、追及、相遇模型............................................ 二、先加速后减速模型.......................................... 三、斜面模型................................................. 四、挂件模型................................................. 五、弹簧模型（动力学）........................................ 第二章圆周运动................................................. 一、水平方向的圆盘模型........................................ 二、行星模型................................................. 第三章功和能 ................................................... 一、水平方向的弹性碰撞........................................ 二、水平方向的非弹性碰撞...................................... 三、人船模型................................................. 四、爆炸反冲模型 ............................................. 第四章力学综合................................................. 一、解题模型： ............................................... 二、滑轮模型................................................. 三、渡河模型................................................. 第五章电路...................................................... 一、电路的动态变化............................................ 二、交变电流................................................. 第六章电磁场 ................................................... 一、电磁场中的单杆模型........................................ 二、电磁流量计模型............................................ 三、回旋加速模型 ............................................. 四、磁偏转模型 ...............................................

高考物理知识归纳力学模型及方法

╰ α 高中物理知识归纳（二） ----------------------------力学模型及方法 1．连接体模型是指运动中几个物体叠放在一起、或并排在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组。解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法。 整体法是指连接体内的物体间无相对运动时,可以把物体组作为整体，对整体用牛二定律列方程隔离法是指在需要求连接体内各部分间的相互作用(如求相互间的压力或相互间的摩擦力等)时，把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法。 2斜面模型（搞清物体对斜面压力为零的临界条件） 斜面固定：物体在斜面上情况由倾角和摩擦因素决定 μ=tgθ物体沿斜面匀速下滑或静止μ> tgθ物体静止于斜面 μ< tgθ物体沿斜面加速下滑a=g(sinθ一μcosθ) 3．轻绳、杆模型 绳只能受拉力，杆能沿杆方向的拉、压、横向及任意方向的力。 杆对球的作用力由运动情况决定 只有θ=arctg(g a)时才沿杆方向 最高点时杆对球的作用力；最低点时的速度?，杆的拉力? 若小球带电呢？ 假设单B下摆,最低点的速度V B=R 2g?mgR=2 2 1 B mv E m L · m2 m1 F B A F1 F2 B A F

F m 整体下摆2mgR=mg 2R +'2 B '2A mv 21mv 2 1+ 'A 'B V 2V = ? ' A V = gR 53 ； 'A 'B V 2V ==gR 25 6> V B =R 2g 所以AB 杆对B 做正功，AB 杆对A 做负功 若 V 0< gR ，运动情况为先平抛，绳拉直沿绳方向的速度消失 即是有能量损失，绳拉紧后沿圆周下落机械能守恒。而不能够整个过程用机械能守恒。 求水平初速及最低点时绳的拉力？ 换为绳时:先自由落体,在绳瞬间拉紧(沿绳方向的速度消失)有能量损失(即v 1突然消失),再v 2下摆机械能守恒 例：摆球的质量为m ，从偏离水平方向30°的位置由静释放，设绳子为理想轻绳，求：小球运动到最低点A 时绳子受到的拉力是多少？ 4．超重失重模型 系统的重心在竖直方向上有向上或向下的加速度(或此方向的分量a y ) 向上超重(加速向上或减速向下)F=m(g+a)；向下失重(加速向下或减速上升)F=m(g-a) 难点：一个物体的运动导致系统重心的运动 1到2到3过程中 (1、3除外)超重状态 绳剪断后台称示数 系统重心向下加速 斜面对地面的压力? 地面对斜面摩擦力? 导致系统重心如何运动？ 铁木球的运动 用同体积的水去补充 5．碰撞模型：特点，①动量守恒；②碰后的动能不可能比碰前大； ③对追及碰撞，碰后后面物体的速度不可能大于前面物体的速度。 ◆弹性碰撞：m 1v 1+m 2v 2=' 22' 11v m v m +(1) '222'12221mv 2 1mv 21mv 21mv 21+=+ (2 ) ◆一动一静且二球质量相等的弹性正碰：速度交换 大碰小一起向前；质量相等，速度交换；小碰大，向后返。 ◆一动一静的完全非弹性碰撞（子弹打击木块模型） mv 0+0=(m+M)' v 20mv 21='2M)v m (2 1++E 损 E 损=20mv 21一'2 M)v (m 2 1+= 0202 0E m M M m 21m)(M M M)2(m mM k v v +=+=+ a 图9 θ

高中物理模型(完整资料).doc

【最新整理，下载后即可编辑】 一.行星模型 ［模型概述］ 所谓“行星”模型指卫星绕中心天体，或核外电子绕原子旋转。它们隶属圆周运动，但涉及到力、电、能知识，属于每年高考必考内容。 ［模型要点］ 人造卫星的运动属于宏观现象，氢原子中电子的运动属于微观现象，由于支配卫星和电子运动的力遵循平方反比律，即21F r ∝ ，故它们在物理模型上和运动规律的描述上有相似点。 一. 线速度与轨道半径的关系 设地球的质量为M ，卫星质量为m ，卫星在半径为r 的轨道上运行，其线速度为v ，可知22GMm v m r r =，从而v =设质量为'm 、带电量为e 的电子在第n 条可能轨道上运动，其线速度大小为v ，则有222n n ke v m r r =，从而1v v =∝即 可见，卫星或电子的线速度都与轨道半径的平方根成反比 二. 动能与轨道半径的关系 卫星运动的动能，由22GMm v m r r =得12k k GMm E E r r =∝即，氢原子核外电子运

动的动能为：21 2k k n n ke E E r r =∝即，可见，在这两类现象中，卫星与电子的动能 都与轨道半径成反比 三. 运动周期与轨道半径的关系 对卫星而言，212224m m G mr r T π=，得232234,r T T r GM π=∝即.(同理可推导V 、a 与 半径的关系。对电子仍适用) 四. 能量与轨道半径的关系 运动物体能量等于其动能与势能之和，即k p E E E =+，在变轨问题中， 从离地球较远轨道向离地球较近轨道运动，万有引力做正功，势能减少，动能增大，总能量减少。反之呢? 五. 地球同步卫星 1. 地球同步卫星的轨道平面：非同步人造地球卫星其轨道平面可与地轴有任意夹角且过地心，而同步卫星一定位于赤道的正上方 2. 地球同步卫星的周期：地球同步卫星的运转周期与地球自转周期相同。 3. 地球同步卫星的轨道半径：据牛顿第二定律 有2002,GMm m r r r ωω==得与地球自转角速度相同，所以地球同步卫星的轨道半径一定,其离地面高度也是一定的 4. 地球同步卫星的线速度：为定值，绕行方向与地球自转方向相同 ［误区点拨］ 天体运动问题：人造卫星的轨道半径与中心天体半径的区别；人造卫星的发射速度和运行速度；卫星的稳定运行和变轨运动；赤道上的物体与近地卫星的区别；卫星与同步卫星的区别 人造地球卫星的发射速度是指把卫星从地球上发射出去的速度，速度越大，发射得越远，发射的最小速度，混淆连续物和卫星群：连续物是指和天体连在一起的物体，其角速度和天体相同，双星系统中的向心力中的距离与圆周运动中的距离的差别 二.等效场模型 ［模型概述］ 复合场是高中物理中的热点问题，常见的有重力场与电场、重力场与

高中物理中常用的三角函数数学模型!!!

高中物理中常用的三角函数数学模型 数学作为工具学科，其思想、方法和知识始终渗透贯穿于整个物理学习和研究的过程中，为物理概念、定律的表述提供简洁、精确的数学语言，为学生进行抽象思维和逻辑推理提供有效方法.为物理学的数量分析和计算提供有力工具。 高考物理试题的解答离不开数学知识和方法的应用，借助物理知识渗透考查数学能力是高考命题的永恒主题。可以说任何物理试题的求解过程实质上是一个将物理问题转化为数学问题经过求解再次还原为物理结论的过程。高考物理考试大纲对学生应用数学工具解决物理问题的能力作出了明确要求。 一、三角函数的基本应用 在进行力的分解时，我们经常用到三角函数的运算.虽然三角函数学生初中已经学过，但笔者在多年的教学过程中发现，有相当一部分学生经常在这里出问题，还有一部分学生一直到高三都没把这部分搞清楚.为此，本人将自己的一些体会写出来，仅供大家参考. （一）三角函数的定义式 （二）探寻规律 1．涉及斜边与直角边的关系为“弦”类，涉及两直角边的关系为“切”类； 2．涉及“对边”为“正”类，涉及“邻边”为“余”类； 3．运算符：由直角边求斜边用“除以”，由斜边求直角边用“乘以”，为更具规律性，两直角边之间互求我们都用“乘以”. （三）速写 第一步：判断运算符是用“乘以”还是“除以”； 第二步：判断用“正”还是用“余”； 第三步：判断用“弦”还是用“切”. 即 （边）=（边）（运算符）（正/余）（弦/切） 1、由直角边求斜边 2、由斜边求直角边 3、两直角边互求 （四）典例分析 经典例题1 如图1所示，质量为m 的小球静止于斜面与竖直挡板之间，斜面倾角为θ，求小球对挡板和对斜面的压力大小分别是多少？ 【解析】 2所示。 θtan 1?=mg F 经典例题2 如图3所示，质量为，挡 挡板和使球压紧斜面，重力的分解如图4所示。 二、三角函数求物理极值 因正弦函数和余弦函数都有最大值（为1） 本形式，那么我们可以通过三角函数公式整理出正弦（或余弦）函数的基本形式，然后在确 定极值。现将两种三角函数求极值的常用模型归纳如下： 1．利用二倍角公式求极值 图 3 图 4

高中物理基础知识 总结18 几种典型的运动模型

高考物理知识点总结18 几种典型的运动模型：追及和碰撞、平抛、竖直上抛、匀速圆周运动等及类似的运动 两个基本公式(规律)：V t = V 0 + a t S = v o t + 12 a t 2 及几个重要推论： (1)推论：V t 2 －V 02 = 2as （匀加速直线运动：a 为正值匀减速直线运动：a 为正值） (2) A B 段中间时刻的即时速度: V t/ 2 = V V t 02+=s t （若为匀变速运动）等于这段的平均速度 (3) AB 段位移中点的即时速度:V s/2 = v v o t 2 2 2 + V t/ 2 =V =V V t 02+=s t =T S S N N 21++= V N ≤V s/2 = v v o t 222+ 匀速：V t/2 =V s/2 ; 匀加速或匀减速直线运动：V t/2

高中物理弹力汇总

有关弹簧的题目在高考中几乎年年出现，由于弹簧弹力是变力，学生往往对弹力大小和方向的变化过程缺乏清晰的认识，不能建立与之相关的物理模型并进行分类，导致解题思路不清、效率低下、错误率较高.在具体实际问题中，由于弹簧特性使得与其相连物体所组成系统的运动状态具有很强的综合性和隐蔽性，加之弹簧在伸缩过程中涉及力和加速度、功和能、冲量和动量等多个物理概念和规律，所以弹簧试题也就成为高考中的重、难、热点， 一、“轻弹簧”类问题 在中学阶段，凡涉及的弹簧都不考虑其质量，称之为“轻弹簧”，是一种常见的理想化物理模型.由于“轻弹簧”质量不计，选取任意小段弹簧，其两端所受张力一定平衡，否则，这小段弹簧的加速度会无限大.故轻弹簧中各部分间的张力处处相等，均等于弹簧两端的受力.弹簧一端受力为F ，另一端受力一定也为F ,若是弹簧秤，则弹簧秤示数为F . 【例1】如图3-7-1所示，一个弹簧秤放在光滑的水平面上，外壳质量m 不能忽略，弹簧及挂钩质量不计，施加弹簧上水平方向的力1F 和称外壳上的力2F ，且12F F >，则弹簧秤沿水平方向的加速度为 ，弹簧秤的读数为 . 【解析】 以整个弹簧秤为研究对象，利用牛顿运动定律得： 12F F ma -=，即12 F F a m -= 仅以轻质弹簧为研究对象，则弹簧两端的受力都1F ，所以弹簧秤的读数为1F . 说明:2F 作用在弹簧秤外壳上，并没有作用在弹簧左端，弹簧左端的受力是由外壳内侧提供的. 【答案】12 F F a m -= 1F 二、质量不可忽略的弹簧 【例2】如图3-7-2所示，一质量为M 、长为L 的均质弹簧平放在光滑的水平面,在弹簧右端施加一水平力F 使弹簧向右做加速运动.试分析弹簧上各部分的受力情况. 【解析】 弹簧在水平力作用下向右加速运动，据牛顿第二定律得其加速度F a M =,取弹簧左部任意长度x 为研究对象，设其质量为m 得弹簧上的弹力为： x x F x T ma M F L M L == = 【答案】x x T F L = 三、弹簧的弹力不能突变(弹簧弹力瞬时)问题 弹簧(尤其是软质弹簧)弹力与弹簧的形变量有关，由于弹簧两端一般与物体连接，因弹簧形变过程需要一段时间，其长度变化不能在瞬间完成，因此弹簧的弹力不能在瞬间发生突变. 即可以认为弹力大小和方向不变，与弹簧相比较，轻绳和轻杆的弹力可以突变. 【例3】如图3-7-3所示，木块A 与B 用轻弹簧相连，竖直放在木块C 上，三者静置于地面，A B C 、、的质量之比是1:2:3.设所有接触面都光滑，当沿水平 方向迅速抽出木块C 的瞬时，木块A 和B 的加速度分别是A a = 与B a = 【解析】由题意可设A B C 、、的质量分别为23m m m 、、，以木块A 为研究对象，抽出木块C 前，木块A 受到重力和弹力一对平衡力，抽出木块C 的瞬时，木块A 受到重力和弹力的大小和方向均不变，故木块A 的瞬时加速度为0.以木块 A B 、为研究对象，由平衡条件可知，木块C 对木块B 的作用力3CB F mg =. 以木块B 为研究对象，木块B 受到重力、弹力和CB F 三力平衡，抽出木块C 的瞬时，木块B 受到重力和弹力的大小和方向均不变，CB F 瞬时变为0，故木块C 的瞬时合外力为3mg ,竖直向下，瞬时加速度为1.5g . 【答案】0 图 3-7-2 图 3-7-1 图 3-7-3 高中物理中的弹簧问题归类剖析

高中物理常见的物理模型及分析

高三物理总复习 专题高中物理常见的物理模型 方法概述 高考命题以《考试大纲》为依据，考查学生对高中物理知识的掌握情况，体现了“知识与技能、过程与方法并重”的高中物理学习思想．每年各地的高考题为了避免雷同而千变万化、多姿多彩，但又总有一些共性，这些共性可粗略地总结如下： (1)选择题中一般都包含3～4道关于振动与波、原子物理、光学、热学的试题． (2)实验题以考查电路、电学测量为主，两道实验小题中出一道较新颖的设计性实验题的可能性较大． (3)试卷中下列常见的物理模型出现的概率较大：斜面问题、叠加体模型(包含子弹射入)、带电粒子的加速与偏转、天体问题(圆周运动)、轻绳(轻杆)连接体模型、传送带问题、含弹簧的连接体模型． 高考中常出现的物理模型中，有些问题在高考中变化较大，或者在前面专题中已有较全面的论述，在这里就不再论述和例举．斜面问题、叠加体模型、含弹簧的连接体模型等在高考中的地位特别重要，本专题就这几类模型进行归纳总结和强化训练；传送带问题在高考中出现的概率也较大，而且解题思路独特，本专题也略加论述． 热点、重点、难点 一、斜面问题 在每年各地的高考卷中几乎都有关于斜面模型的试题．如2009年高考全国理综卷Ⅰ第25题、北京理综卷第18题、天津理综卷第1题、上海物理卷第22题等，2008年高考全国理综卷Ⅰ第14题、全国理综卷Ⅱ第16题、北京理综卷第20题、江苏物理卷第7题和第15题等．在前面的复习中，我们对这一模型的例举和训练也比较多，遇到这类问题时，以下结论可以帮助大家更好、更快地理清解题思路和选择解题方法． 1．自由释放的滑块能在斜面上(如图9－1 甲所示)匀速下滑时，m与M之间的动摩擦因数μ＝g tan θ． 图9－1甲 2．自由释放的滑块在斜面上(如图9－1 甲所示)： (1)静止或匀速下滑时，斜面M对水平地面的静摩擦力为零； (2)加速下滑时，斜面对水平地面的静摩擦力水平向右； (3)减速下滑时，斜面对水平地面的静摩擦力水平向左． 3．自由释放的滑块在斜面上(如图9－1乙所示)匀速下滑时，M对水平地面的静摩擦力为零，这一过程中再在m上加上任何方向的作用力，(在m停止前)M对水平地面的静摩擦力依然为零(见一轮书中的方法概述)． 图9－1乙 4．悬挂有物体的小车在斜面上滑行(如图9－2所示)： 图9－2 (1)向下的加速度a＝g sin θ时，悬绳稳定时将垂直于斜面； (2)向下的加速度a＞g sin θ时，悬绳稳定时将偏离垂直方向向上； (3)向下的加速度a＜g sin θ时，悬绳将偏离垂直方向向下． 5．在倾角为θ的斜面上以速度v0平抛一小球(如图9－3所示)： 图9－3 (1)落到斜面上的时间t＝ 2v0tan θ g ； (2)落到斜面上时，速度的方向与水平方向的夹角α恒定，且tan α＝2tan θ，与初速度无关； (3)经过t c＝ v0tan θ g 小球距斜面最远，最大距离d＝ (v0sin θ)2 2g cos θ ． 6．如图9－4所示，当整体有向右的加速度a＝g tan θ时，m能在斜面上保持相对静止． 图9－4 7．在如图9－5所示的物理模型中，当回路的总电阻恒定、导轨光滑时，ab棒所能达到的稳定速度v m＝ mgR sin θ B2L2 ．

(完整版)高中物理模型总结

1、追及、相遇模型 火车甲正以速度v 1向前行驶，司机突然发现前方距甲d 处有火车乙正以较小速度v 2同向匀速行驶，于是他立即刹车，使火车做匀减速运动。为了使两车不相撞，加速度a 应满足什么条件？ 故不相撞的条件为d v v a 2)(2 21-≥ 2、传送带问题 1．（14分）如图所示，水平传送带水平段长L =6米，两皮带轮直径均为D=0.2米，距地面高度H=5米，与传送带等高的光滑平台上有一个小物体以v 0=5m/s 的初速度滑上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数为0.2，g=10m/s 2，求： （1）若传送带静止，物块滑到B 端作平抛运动的水平距离S 0。 （2）当皮带轮匀速转动，角速度为ω，物体平抛运动水平位移s ；以不同的角速度ω值重复上述过程，得到一组对应的ω，s 值，设皮带轮顺时针转动时ω>0，逆时针转动时ω<0，并画出s —ω关系图象。 解：（1）)(12110m g h v t v s === （2）综上s —ω关系为：?? ? ??≥≤≤≤s rad s rad s rad s /707/70101.0/101 ωωω ω 2．（10分）如图所示，在工厂的流水线上安装有水平传送带，用水平传送带传送工件，可以大大提高工作效率，水平传送带以恒定的速率s m v /2=运送质量为kg m 5.0=的工件， 工件都是以s m v /10=的初速度从A 位置滑上传送带，工件与传 送带之间的动摩擦因数2.0=μ，每当前一个工件在

传送带上停止相对滑动时，后一个工件立即滑上传送带，取2/10s m g =，求： （1）工件滑上传送带后多长时间停止相对滑动 （2）在正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离 （3）在传送带上摩擦力对每个工件做的功 （4）每个工件与传送带之间由于摩擦产生的内能 解：（1）工作停止相对滑动前的加速度2 /2s m g a ==μ ① 由at v v t +=0可知：s s a v v t t 5.02 1 20=-=-= ② （2）正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离m m vt s 15.02=?==? ③ （3）J J mv mv W 75.0)12(5.02 1 212122202=-??=-= ④ （4）工件停止相对滑动前相对于传送带滑行的距离 )21(20at t v vt s +-=m )5.022 1 5.01(5.022??+?-?=m m 25.0)75.01(=-=⑤ J mgs fs E 25.0===μ内 ⑥ 3、汽车启动问题 匀加速启动 恒定功率启动 4、行星运动问题 [例题1] 如图6－1所示，在与一质量为M ，半径为R ，密度均匀的球体距离为R 处有一质量为m 的质点，此时M 对m 的万有引力为F 1．当从球M 中挖去一个半径为R/2的小球体时，剩下部分对m 的万有引力为F 2，则F 1与F 2的比是多少？ 5、微元法问题 微元法是分析、解决物理问题中的常用方法，也是从部分到整体的思维方法。用该方法可以使一些复杂的物理过程用我们熟悉的物理规律迅速地加以解决，在使用微元法处理问题时，需将其分解为众多微小的“元过程”，而且每个“元过程”所遵循的规律是相同的，这样，