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(jī)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，于是他立即剎車，使火車做勻減速運(yùn)動(dòng)。為了使兩車不相撞，加速度a應(yīng)滿足什么條件？故不相撞的條件為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，與傳送帶等高的光滑平臺(tái)上有一個(gè)小物體以v0=5m/s的初速度滑上傳送帶，物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，g=10m/s（1）若傳送帶靜止，物塊滑到B端作平拋運(yùn)動(dòng)的水平距離S0。 （2）當(dāng)皮帶輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω，物體平拋運(yùn)動(dòng)水平位移s；以不同的角速度ω值重復(fù)上述過程，得到一組對(duì)應(yīng)的ω，s值，設(shè)皮帶輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)ω>0，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)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，在工廠的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，水平傳送帶以恒定的速率運(yùn)送質(zhì)量為的工件，工件都是以的初速度從A位置滑上傳送帶，工件與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，每當(dāng)前一個(gè)工件在傳送帶上停止相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，后一個(gè)工件立即滑上傳送帶，取，求：（1）工件滑上傳送帶后多長時(shí)間停止相對(duì)滑動(dòng)（2）在正常運(yùn)行狀態(tài)下傳送帶上相鄰工件間的距離（3）在傳送帶上摩擦力對(duì)每個(gè)工件做的功（4）每個(gè)工件與傳送帶之間由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能（1）工作停止相對(duì)滑動(dòng)前的加速度①由可知：②（2）正常運(yùn)行狀態(tài)下傳送帶上相鄰工件間的距離③（3）④（4）工件停止相對(duì)滑動(dòng)前相對(duì)于傳送帶滑行的距離⑤⑥3、汽車啟動(dòng)問題勻加速啟動(dòng)恒定功率啟動(dòng)4、行星運(yùn)動(dòng)問題[例題1]如圖6－1所示，在與一質(zhì)量為M，半徑為R，密度均勻的球體距離為R處有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，此時(shí)M對(duì)m的萬有引力為F1．當(dāng)從球M中挖去一個(gè)半徑為R/2的小球體時(shí)，剩下部分對(duì)m的萬有引力為F2，則F1與F2的比是多少？5、微元法問題微元法是分析、解決物理問題中的常用方法，也是從部分到整體的思維方法。用該方法可以使一些復(fù)雜的物理過程用我們熟悉的物理規(guī)律迅速地加以解決，在使用微元法處理問題時(shí)，需將其分解為眾多微小的“元過程”，而且每個(gè)“元過程”所遵循的規(guī)律是相同的，這樣，由以上兩式可求得：9、天體運(yùn)動(dòng)問題7．（16分）火星和地球繞太陽的運(yùn)動(dòng)可以近似看作為同一平面內(nèi)同方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知火星的軌道半徑，地球的軌道半徑，從如圖所示的火星與地球相距最近的時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，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，在公路上行駛的汽車之間應(yīng)保持必要的距離．已知某高速公路的最高限速v=120km／h，假設(shè)前方車輛突然停下，后車司機(jī)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)歷的時(shí)間（即反應(yīng)時(shí)間）t=0.50s．剎車時(shí)汽車受到阻力的大小f為汽車重力的0.40倍，該高速公路上汽車間的距離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高處的飛機(jī)以水平速度發(fā)射一顆炮彈欲轟炸地面目標(biāo)P，反應(yīng)靈敏的地面攔截系統(tǒng)同時(shí)以速度豎直向上發(fā)射炮彈攔截.設(shè)攔截系統(tǒng)與飛機(jī)的水平距離為s，若攔截成功，不計(jì)空氣阻力，則、的關(guān)系應(yīng)滿足（） A．= B．= C．= D．=12、曲線運(yùn)動(dòng)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的細(xì)繩懸掛一質(zhì)量為m的小球。求：（1）小球從水平位置釋放后，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)地面對(duì)支架的支持力多大？（2）若小球在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，支架恰對(duì)地面無壓力，則小球在最高點(diǎn)的速度是多大？13、圖線問題質(zhì)量為的m物體放在A地的水平地面上，用豎直向上的力拉物體，物體的加速度a和拉力F關(guān)系的a-F圖線如圖中A所示。質(zhì)量為m’的另一物體在B地做類似實(shí)驗(yàn)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(diǎn)P。設(shè)A、B兩地重力加速度分別為g和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)的物理意義]物體A、B、C均靜止在同一水平面上，它們的質(zhì)量分別為mA，mB和mC，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為A，B和C，用平行于水平面的拉力F，分別拉物體A、B、C，它們的加速度a與拉力F的關(guān)系圖線如圖所示，A、B、C對(duì)應(yīng)的直線分別為甲、乙、丙，甲、乙兩直線平行，則下列說法正確的是：（）

A、A＝B，mA＝mB；B、B＝C，mA＝mB；

C、A>B，mA>mB；D、B<C，mA<mB。14、直線運(yùn)動(dòng)問題推論1.物體作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，從開始（t＝0）計(jì)時(shí)起，在連續(xù)相鄰相等的時(shí)間間隔（△t=1s）內(nèi)的位移比為連續(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(yùn)動(dòng)，它經(jīng)歷的兩個(gè)相鄰相等的時(shí)間間隔為T，它在這兩個(gè)相鄰相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移差為△S，則有△S=aT2推論3.物體作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，從初始位置（S=0）開始，它通過連續(xù)相鄰相等的位移所需的時(shí)間之比為15、共點(diǎn)力平衡問題1.如圖所示，輕質(zhì)光滑滑輪兩側(cè)用細(xì)繩連著兩個(gè)物體A與B，物體B放在水平地面上，A、B均靜止．已知A和B的質(zhì)量分別為mA、mB，，繩與水平方向的夾角為，則（BD）A．物體B受到的摩擦力可能為0B．物體B受到的摩擦力為mgAcosC.物體B對(duì)地面的壓力可能為0D．物體B對(duì)地面的壓力為mB-mAgsin16、功和動(dòng)量結(jié)合問題[例題1]一個(gè)物體從斜面上高h(yuǎn)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(duì)開始運(yùn)動(dòng)處的水平距離為S，如圖8－27，不考慮物體滑至斜面底端的碰撞作用，并設(shè)斜面與水平面對(duì)物體的摩擦因數(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(dòng)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與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，小車靜止在光滑水平面上，若炸藥爆炸釋放的能量有12J轉(zhuǎn)化為A、B的機(jī)械能，其余的轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。A、B始終在小車上表面水平運(yùn)動(dòng)，求： （1）A、B開始運(yùn)動(dòng)的初速度各是多少？ （2）A、B在小車上滑行時(shí)間各是多少？3．（16分）如圖，在光滑的水平桌面上，靜放著一質(zhì)量為980g的長方形勻質(zhì)木塊，現(xiàn)有一顆質(zhì)量為20g的子彈以300m/s的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，和木塊一起以共同的速度運(yùn)動(dòng)。已知木塊沿子彈運(yùn)動(dòng)方向的長度為10cm（1）求子彈和木塊的共同速度以及它們?cè)诖诉^程中所增加的內(nèi)能。（2）若子彈是以400m/s的水平速度從同一方向水平射向該木塊的，則它能否射穿該木塊？6．（14分）如圖所示，質(zhì)量M＝2kg的平板小車后端放有質(zhì)量m＝3kg的鐵塊，它和車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)＝0.5，開始時(shí)車和鐵塊一起以的速度向右在光滑水平地面上向右運(yùn)動(dòng)，并與豎直墻壁發(fā)生碰撞．設(shè)碰撞時(shí)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，使得鐵塊總不能和墻相碰．求：（1）鐵塊在車上滑行的總路程；（2）車和墻第一次相碰以后所走的總路程．（g?。?9、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(gè)質(zhì)量為m=0.2kg的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，該物體的速度圖象如圖3所示，則下面說法中正確的是（）A.物體通過的總位移為150mB.物體的最大動(dòng)能為20JC.物體前10s內(nèi)和后10s內(nèi)加速度大小之比為2：1D.物體所受水平恒力和摩擦力大小之比為3：1答案：ACD21斜面模型帶負(fù)電的小物體在傾角為的絕緣斜面上，整個(gè)斜面處于范圍足夠大、方向水平向右的勻強(qiáng)電場中，如圖1.04所示。物體A的質(zhì)量為m，電量為-q，與斜面間的動(dòng)摩擦因素為，它在電場中受到的電場力的大小等于重力的一半。物體A在斜面上由靜止開始下滑，經(jīng)時(shí)間t后突然在斜面區(qū)域加上范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁場方向與電場強(qiáng)度方向垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)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在斜面上的運(yùn)動(dòng)情況？說明理由。（2）物體A在斜面上運(yùn)動(dòng)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中重物的質(zhì)量為m，輕細(xì)線AO和BO的A、B端是固定的。平衡時(shí)AO是水平的，BO與水平面的夾角為θ。AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是（）A. B.C. D.圖1.07BD正確。23彈簧模型（動(dòng)力學(xué)）圖1.07中重物的質(zhì)量為m，輕細(xì)線AO和BO的A、B端是固定的。平衡時(shí)AO是水平的，BO與水平面的夾角為θ。AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是（）A. B.C. D.圖1.07解析：以“結(jié)點(diǎn)”O(jiān)為研究對(duì)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水平方向的圓盤模型如圖2.03所示，兩個(gè)相同材料制成的靠摩擦傳動(dòng)的輪A和輪B水平放置，兩輪半徑，當(dāng)主動(dòng)輪A勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在A輪邊緣上放置的小木塊恰能相對(duì)靜止在A輪邊緣上。若將小木塊放在B輪上，欲使木塊相對(duì)B輪也靜止，則木塊距B輪轉(zhuǎn)軸的最大距離為（）A. B. C. D.圖2.03答案：C25行星模型衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)，由于大氣阻力的作用，其軌道的高度將逐漸變化（由于高度變化很緩慢，變化過程中的任一時(shí)刻，仍可認(rèn)為衛(wèi)星滿足勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律），下述衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的一些物理量的變化正確的是：（）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，因而需要的向心力減小，而提供向心力的萬有引力不變，故提供的向心力大于需要的向心力，衛(wèi)星將做向心運(yùn)動(dòng)而使軌道半徑減小，由于衛(wèi)星在變軌后的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，滿足，故增大而T減小，又，故a增大，則選項(xiàng)C正確。26水平方向的彈性碰撞在光滑水平地面上有兩個(gè)相同的彈性小球A、B，質(zhì)量都為m，現(xiàn)B球靜止，A球向B球運(yùn)動(dòng)，發(fā)生正碰。已知碰撞過程中總機(jī)械能守恒，兩球壓縮最緊時(shí)的彈性勢能為EP，則碰前A球的速度等于（）A. B. C. D.解析：設(shè)碰前A球的速度為v0，兩球壓縮最緊時(shí)的速度為v，根據(jù)動(dòng)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(xiàng)為C。27水平方向的非彈性碰撞如圖3.05所示，木塊與水平彈簧相連放在光滑的水平面上，子彈沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)（時(shí)間極短），然后將彈簧壓縮到最短。關(guān)于子彈和木塊組成的系統(tǒng)，下列說法真確的是從子彈開始射入到彈簧壓縮到最短的過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒子彈射入木塊的過程中，系統(tǒng)動(dòng)量守恒子彈射入木塊的過程中，系統(tǒng)動(dòng)量不守恒木塊壓縮彈簧的過程中，系統(tǒng)動(dòng)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的小船停在靜水中，質(zhì)量為m的人從靜止開始從船頭走到船尾，不計(jì)水的阻力，求船和人對(duì)地面的位移各為多少？圖3.09解析：以人和船組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，在人由船頭走到船尾的過程中，系統(tǒng)在水平方向不受外力作用，所以整個(gè)系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒。當(dāng)人起步加速前進(jìn)時(shí)，船同時(shí)向后做加速運(yùn)動(dòng)；人勻速運(yùn)動(dòng)，則船勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)人停下來時(shí)，船也停下來。設(shè)某時(shí)刻人對(duì)地的速度為v，船對(duì)地的速度為v'，取人行進(jìn)的方向?yàn)檎较颍鶕?jù)動(dòng)量守恒定律有：，即因?yàn)槿擞纱^走到船尾的過程中，每一時(shí)刻都滿足動(dòng)量守恒定律，所以每一時(shí)刻人的速度與船的速度之比，都與它們的質(zhì)量之比成反比。因此人由船頭走到船尾的過程中，人的平均速度v與船的平均速度v也與它們的質(zhì)量成反比，即，而人的位移，船的位移，所以船的位移與人的位移也與它們的質(zhì)量成反比，即<1>式是“人船模型”的位移與質(zhì)量的關(guān)系，此式的適用條件：原來處于靜止?fàn)顟B(tài)的系統(tǒng)，在系統(tǒng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過程中，某一個(gè)方向的動(dòng)量守恒。由圖1可以看出：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(shí)，炮彈水平射程為s，那么當(dāng)炮身不固定時(shí)，發(fā)射同樣的炮彈，水平射程將是多少？圖3.12解析：兩次發(fā)射轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的化學(xué)能E是相同的。第一次化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為炮彈的動(dòng)能；第二次化學(xué)能轉(zhuǎn)化為炮彈和炮身的動(dòng)能，而炮彈和炮身水平動(dòng)量守恒，由動(dòng)能和動(dòng)量的關(guān)系式知，在動(dòng)量大小相同的情況下，物體的動(dòng)能和質(zhì)量成反比，炮彈的動(dòng)能，由于平拋的射高相等，兩次射程的比等于拋出時(shí)初速度之比，即：，所以。30滑輪模型如圖5.01所示，一路燈距地面的高度為h，身高為的人以速度v勻速行走。（1）試證明人的頭頂?shù)挠白幼鲃蛩龠\(yùn)動(dòng)；（2）求人影的長度隨時(shí)間的變化率。圖5.01解：（1）設(shè)t=0時(shí)刻，人位于路燈的正下方O處，在時(shí)刻t，人走到S處，根據(jù)題意有OS=vt，過路燈P和人頭頂?shù)闹本€與地面的交點(diǎn)M為t時(shí)刻人頭頂影子的位置，如圖2所示。OM為人頭頂影子到O點(diǎn)的距離。圖2由幾何關(guān)系，有聯(lián)立解得因OM與時(shí)間t成正比，故人頭頂?shù)挠白幼鲃蛩龠\(yùn)動(dòng)。（2）由圖2可知，在時(shí)刻t，人影的長度為SM，由幾何關(guān)系，有SM=OM-OS，由以上各式得可見影長SM與時(shí)間t成正比，所以影長隨時(shí)間的變化率。31渡河模型小河寬為d，河水中各點(diǎn)水流速度大小與各點(diǎn)到較近河岸邊的距離成正比，，x是各點(diǎn)到近岸的距離，小船船頭垂直河岸渡河，小船劃水速度為，則下列說法中正確的是（）A.小船渡河的軌跡為曲線B.小船到達(dá)離河岸處，船渡河的速度為C.小船渡河時(shí)的軌跡為直線D.小船到達(dá)離河岸處，船的渡河速度為答案：A32電路的動(dòng)態(tài)變化如圖6.03所示電路中，R2、R3是定值電阻，R1是滑動(dòng)變阻器，當(dāng)R1的滑片P從中點(diǎn)向右端滑動(dòng)時(shí)，各個(gè)電表的示數(shù)怎樣變化？33交變電流一閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中做勻角速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈轉(zhuǎn)速為240rad/min，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)動(dòng)至與磁場平行時(shí)，線圈的電動(dòng)勢為2.0V。設(shè)線圈從垂直磁場瞬時(shí)開始計(jì)時(shí)，試求：（1）該線圈電動(dòng)勢的瞬時(shí)表達(dá)式；（2）電動(dòng)勢在s末的瞬時(shí)值。答案：（1）2sin8πtV、（2）1.0V34電磁場中的單桿模型如圖7.01所示，，電壓表與電流表的量程分別為0～10V和0～3A，電表均為理想電表。導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌電阻均不計(jì)，且導(dǎo)軌光滑，導(dǎo)軌平面水平，ab棒處于勻強(qiáng)磁場中。（1）當(dāng)變阻器R接入電路的阻值調(diào)到30，且用＝40N的水平拉力向右拉ab棒并使之達(dá)到穩(wěn)定速度時(shí)，兩表中恰好有一表滿偏，而另一表又能安全使用，則此時(shí)ab棒的速度是多少？（2）當(dāng)變阻器R接入電路的阻值調(diào)到，且仍使ab棒的速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，兩表中恰有一表滿偏，而另一表能安全使用，則此時(shí)作用于ab棒的水平向右的拉力F2是多大？圖7.0135電磁流量計(jì)模型圖7.07是電磁流量計(jì)的示意圖，在非磁性材料做成的圓管道外加一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，當(dāng)管中的導(dǎo)電液體流過此磁場區(qū)域時(shí)，測出管壁上的ab兩點(diǎn)間的電動(dòng)勢，就可以知道管中液體的流量Q——單