2022年人教版高中物理必修一必修二物理模型.docx

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1、精品学习资源高中物理模型解题一、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；假设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50km/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

2、运动，汽车刹车过程加速度的大小为 5m/s 2 ，那么从开头刹车经过 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，滑块加速度的大小为 5m/s 2 ，那么经过 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；那么下述结论正确的选项是A 物体开头沿斜面上滑时的速度为 12m/sB 物体开头沿斜面上滑

3、时的速度为 10m/s C 物体沿斜面上滑的最大位移是18mD 物体沿斜面上滑的最大位移是 15m欢迎下载精品学习资源三、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、速度大者减速追速度小者匀速 ：有三种情形a 速度相等时，假设追者位移等于被追者位移与两者间距之和

4、，那么恰好追上 ；2【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 的匀减速运动 , 汽车才不至于撞上自行车 .b 速度相等时，假设追者位移小于被追者位移与两者间距之和，那么追不上 ；此种情形下， 两者间距有最小值【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.假设追不上 , 人车之间最小距离是多少 .c 速度相等时，假设追者位移大于被追者位移与两

5、者间距之和，那么有两次相遇 ；此种情形下，两者间距有极大值【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 S2S2S 1.初始时，甲车在乙车前方 S0处A.假设 S0=S1+S 2，两车不相遇B.假设 S0 a 前，那么必定是后者推着前者运动， 两者有挤压力； 假设 a 后a 前，那么前者即将甩开后者别离 ，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，其规律分别欢迎下载精品学习资源为 FA

6、 =9 - 2 tN ，FB=2 + 2 tN ，求：A、B 间挤压力 FN 的表达式； 从 t=0开头，经多长时间 A、B 相互脱离？FAFBAB欢迎下载精品学习资源【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 aag匀加速向下移动；求：设弹簧的弹力记为 f=kx，求物体与水平板间挤压力 FN 的表达式；物体与水平板别离时弹簧的形变量； 经过多长时间木板开头与物体别离；【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

7、直于斜面的挡板拦住，此时弹簧没有形变；假设手持挡板以加速度aaaBCA、B 加速度相同时，速度 AB2、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，小球的加速度大小为： 欢迎下载精品学习资源A.gB. Mm mgC.0D.Mm g图m欢迎下载精品学习资源【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

8、保持它离地面的高度不变；那么杆下降的加速度为欢迎下载精品学习资源m gA. gB.MMm gC. MMm gD. MMm欢迎下载精品学习资源供学习参考欢迎下载精品学习资源3、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 dda d dadb的平底圆筒内，如图 3 所示.设 a、b 两球静止时对圆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.重力加速度大小为 g. 假设全部接触都是光滑的，那么 A.Fmambg，FN1F

9、N2B.F mambg，FN1FN2C.magFma mbg，FN1 FN2D.magFmambg，FN1FN2十一、运动的合成与分解1、牵连运动问题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

10、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：欢迎下载精品学习资源在河宽、船速肯定时，在一般情形下，渡河时间tdd1船 sin，明显，当90欢迎下载精品学习资源时，即船头的指向与河岸垂直，渡河时间最小为d ，合运动沿 v的方向进行；v欢迎下载精品学习资源【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，那么摩托艇登陆的地点离O

11、点的距离为 欢迎下载精品学习资源A. d 22221B 0C d 1 2D d21欢迎下载精品学习资源2过河位移最小问题：欢迎下载精品学习资源假设 船水 ，那么应使船头偏向上游，使得合速度垂直于河岸，位移为河宽，vvv船水欢迎下载精品学习资源偏离上游的角度为cos水 ；亦可懂得为： v船的一个重量抵消水流的冲击，另船欢迎下载精品学习资源一个重量使船过河欢迎下载精品学习资源假设v船v水 ，那么不管船的航向如何，总是被水冲向下游，怎样才能BE欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源使漂下的距离最短呢？如下图，用动态圆分析 设船头 v 船与河岸成 角；合速度 v 与河岸成 角；可以看出： 角越大，船

12、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vv 船 v 水A欢迎下载精品学习资源v 与 圆相切时， 角最 大， 依据cosv船船 头与河岸 的夹角 应为v水欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源arccosv船v水，船沿河漂下的最短距离为：xminv水v船 cosd v船 sin此时渡河的最短位移：欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源sdcosdv水v船欢迎下载精品学习资源【题 2】河宽 d 60m，水流速度 v1 6m s，小船在静水中的速度 v2=3m s，问： 1要使它渡河的时间最短，那么小船应如何渡河.最短时间是多少 .(2

13、) 要使它渡河的航程最短，那么小船应如何渡河.最短的航程是多少 .3、平抛、类平抛问题1类平抛问题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，那么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 EKB EKCD.三个小球到达正极板的动量增量 pA pB pC欢迎下载精品学习资源【题2】如图 1-4-5所示，光滑斜面

14、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；那么以下说法中正确的选项是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；欢迎下载精品学习资源C物块从顶点 P水平射入时速度为 a2b g sin欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源D物块从顶点 P水平射入时速度为 ag sin2b欢迎下载精品学习资源【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 L 25m；假设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；假设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=

15、8.28m，如图 11 所示， 求：取 g=10m/s2(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A 点，先后将同一小球以不同的初速度水平向右抛出， 第一次初速度为 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 ，欢迎下载

16、精品学习资源球落在斜面上前一瞬时的速度方向与斜面间的夹角为2 ，假设 v2v1 ，试比拟 1和2 的大小；欢迎下载精品学习资源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；欢迎下载精品学习资源十二、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

17、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；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

18、在该最高点与轨道间的压力不能超 过5mgg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；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，其大小等于质点的重力，即；2当时，；3当，质点的重力缺乏以供应向心力， 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，；欢迎下载精品学习资源【题2】如下

19、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， 以下说法正确的选项是 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

20、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，因而地球外表的物体随地球自转时需要向心力，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，因而地球外表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

21、大在赤道上，在两极处，；【题1】如图所示，、为质量均为m的两个质点，分别置于地球外表不同纬度上，假如把地球看成是一个匀称球体， 、两质点随地球自转做匀速圆周运动， 那么以下说法中正确的选项是： 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2忽视地球星球自转影响，那么地球星球外表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，在星球外表邻近对任意质量为m的物体欢迎下载精品学习资源有： mgG MmR2gR2GM 这就是黄金代换公式，此式虽然是在星球外表邻近推得的，但在欢迎下载精品学习资源星球非外表邻

22、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开展，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R，可将人视为质点，秋千质量不计、摆长不变、摆角小于 90，万有引力常量为 G；1假设经过最低位置的速度为 v0 , 能上升的最大高度是 h，那么该星球外表邻近的重力加速度 g 等于多少？2该星球的质量是 M欢迎下载精品学习资源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

23、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，且贴近月球外表月球的质量约为地球质量的，月球的半径约为地球半径的, 地球上的第一宇宙速度约为 7 9km/s，那么该探月卫星绕月运行的速率约为A 0 4km/sB 18km/sC 11km/sD36km/s2) 求中心天体的质量或密度设中心天体的半径假设卫星绕中心天体做匀速圆周运动的

24、周期与半径依据得，那么假设卫星绕中心天体做匀速圆周运动的线速度与半径由得，那么欢迎下载精品学习资源假设卫星绕中心天体做匀速圆周运动的线速度与周期由和得，那么假设中心天体外表的重力加速度及中心天体的球半径由得，那么【例4】一飞船在某行星外表邻近沿圆轨道绕该行星飞行，认为行星是密度匀称的球体，要确定该行星的密度，只需要测量A. 飞船的轨道半径B 飞船的运行速度C 飞船的运行周期D行星的质量3) 卫星的变轨问题卫星绕中心天体稳固运动时万有引力供应了卫星做匀速圆周运动的向心力，有当卫星由于某种缘由速度突然增大时，卫星将做离心运动；当 突然减小时，卫星做向心运动；【例5】 “神舟六号飞行到第圈时，在地面

25、指挥掌握中心的掌握下， 由近地点 250km圆形轨道 1经椭圆轨道 2转变到远地点 350km的圆轨道 3；设轨道2与1相切于 Q点，与轨道 3相切于 P 点，如图所示，那么飞船分别在 1、2、轨道上运行时A. 飞船在轨道 3上的速率大于在轨道 1上的速率B. 飞船在轨道 3上的角速度小于在轨道 1上的角速度C. 飞船在轨道 1上经过 Q点时的加速度大于在轨道 2上经过 Q点的加速度D. 飞船在轨道 2上经过 P 点时的加速度等于在轨道 3上经过 P 点的加速度4) 地球同步卫星问题地球同步卫星是指相对地面静止的、运行周期与地球的自转周期相等的卫星，这种卫星一般用于通讯，又叫做同步通信卫星，其特点可概括为“五个肯定即位置肯定必需位于地球赤道的上空；周期肯定；高度肯定；速率肯定； 运行方向肯定自西向东运行 ；【例6】在地球上空有很多同步卫星，下面说法中正确的选项是A它们的质量可能不同B它们的速度可能不同 C它们的角速度可能不同D 它们离地心的距离可能不同欢迎下载精品学习资源5) 卫星的追及与相遇问题天体运动