2023年【学习方法】高中物理模型全面汇总归纳1.pdf

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1、学习必备 欢迎下载 高中物理模型 高一物理组 张玉侠 1、追及、相遇模型 火车甲正以速度 v1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 v2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dvva2)(221 2、传送带问题 （1）若传送带静止，物块滑到 B 端作平抛运动的水平距离 S0。（2）当皮带轮匀速转动，角速度为 ，物体平抛运动水平位移 s；以不同的角速度 值重复上述过程，得到一组对应的 ，s 值，设皮带轮顺时针转动时 0，逆时针转动时 m g=g B、mm g=g C、m=m gm gB，mAmB；D、

2、BC，mAmB。14、直线运动问题 推论 1.物体作初速度为零的匀加速直线运动，从开始（t0）计时起，在连续相邻相等的时间间隔（t=1s）内的位移比为连续奇数比。即：S第1s内S第2s内S第3s内=135 推论 2.物体作匀加速（加速度为 a）直线运动，它经历的两个相邻相等的时间间隔为 T，它在这两个相邻相等的时间间隔内的位移差为S，则有S=aT2 推论 3.物体作初速度为零的匀加速直线运动，从初始位置（S=0）开始，它通过连续相邻相等的位移所需的时间之比为 15、共点力平衡问题 1.如图所示，轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体 A 与 B，物体 B 放在水平地面上，A、B 均静止已知 A 和

3、 B 的质量分别为 mA、mB，绳与水平方向的夹角为，则（BD）A物体 B 受到的摩擦力可能为 0 B物体 B 受到的摩擦力为 mgAcos C.物体 B 对地面的压力可能为 0 D物体 B 对地面的压力为 mB-mAgsin 16、功和动量结合问题 例题 1 一个物体从斜面上高 h 处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止，量得停止处对开始运动处的水平距离为 S，如图 827，不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用，并设斜面与水平面对物体的摩擦因数相同求摩擦因数 件故不相撞的条件为传送带问题若传送带静止物块滑到端作平抛运动的图象解综上关系为分如图所示在工厂的流水线上安装有水平传送带用水间的

4、动摩擦因数每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时后一个工件学习必备 欢迎下载 17、碰撞问题 弹性碰撞 完全非弹性碰撞 完全弹性碰撞 18、多物体动量守恒 1（14 分）如图所示，A、B质量分别为,2,121kgmkgm置于小车 C上。小车质量kgm13，AB间粘有少量炸药，AB与小车间的动摩擦因数均为 0.5，小车静止在光滑水平面上，若炸药爆炸释放的能量有 12J 转化为 A、B的机械能，其余的转化为内能。A、B始终在小车上表面水平运动，求：（1）A、B开始运动的初速度各是多少？（2）A、B在小车上滑行时间各是多少？3（16 分）如图，在光滑的水平桌面上，静放着一质量为 980g 的长方形匀

5、质木块，现有一颗质量为 20g 的子弹以 300m/s 的水平速度沿其轴线射向木块，结果子弹留在木块中没有射出，和木块一起以共同的速度运动。已知木块沿子弹运动方向的长度为 10cm，子弹打进木块的深度为 6cm。设木块对子弹的阻力保持不变。（1）求子弹和木块的共同速度以及它们在此过程中所增加的内能。（2）若子弹是以 400m/s 的水平速度从同一方向水平射向该木块的，则它能否射穿该木块？6（14 分）如图所示，质量M2kg 的平板小车后端放有质量m3kg 的铁块，它和车之间的动摩擦因数0.5，开始时车和铁块一起以m/s 30v的速度向右在光滑水平地面上向右运动，并与竖直墙壁发生碰撞设碰撞时间极

6、短且碰撞后平板车速度大小保持不变，但方向与原来相反，平板车足够长，使得铁块总不能和墙相碰求：（1）铁块在车上滑行的总路程；（2）车和墙第一次相碰以后所走的总路程（g取2m/s 10）19、汽车过拱桥、火车过弯道、汽车过弯道、汽车过平直弯道 20 先加速后减速模型 1 一个质量为 m=0.2kg 的物体静止在水平面上，用一水平恒力 F 作用在物体上 10s，然后撤去水平力 F，再经 20s 物体静止，该物体的速度图象如图 3 所示，则下面说法中正确的是（）件故不相撞的条件为传送带问题若传送带静止物块滑到端作平抛运动的图象解综上关系为分如图所示在工厂的流水线上安装有水平传送带用水间的动摩擦因数每当

7、前一个工件在传送带上停止相对滑动时后一个工件学习必备 欢迎下载 A.物体通过的总位移为 150m B.物体的最大动能为 20J C.物体前 10s 内和后 10s 内加速度大小之比为 2：1 D.物体所受水平恒力和摩擦力大小之比为 3：1 答案：ACD 21 斜面模型 1 带负电的小物体在倾角为)6.0(sin的绝缘斜面上，整个斜面处于范围足够大、方向水平向右的匀强电场中，如图 1.04 所示。物体 A的质量为 m，电量为-q，与斜面间的动摩擦因素为，它在电场中受到的电场力的大小等于重力的一半。物体 A在斜面上由静止开始下滑，经时间 t 后突然在斜面区域加上范围足够大的匀强磁场，磁场方向与电场

8、强度方向垂直，磁感应强度大小为 B，此后物体 A沿斜面继续下滑距离 L后离开斜面。（1）物体 A在斜面上的运动情况？说明理由。（2）物体 A在斜面上运动过程中有多少能量转化为内能？（结果用字母表示）22 挂件模型 1 图 1.07 中重物的质量为 m，轻细线 AO 和 BO 的 A、B 端是固定的。平衡时 AO 是水平的，BO 与水平面的夹角为。AO 的拉力 F1和 BO 的拉力 F2的大小是（）A.cos1mgF B.cot1mgF C.sin2mgF D.sin2mgF 件故不相撞的条件为传送带问题若传送带静止物块滑到端作平抛运动的图象解综上关系为分如图所示在工厂的流水线上安装有水平传送带

9、用水间的动摩擦因数每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时后一个工件学习必备 欢迎下载 图 1.07 BD 正确。23 弹簧模型（动力学）2 图 1.07 中重物的质量为 m，轻细线 AO 和 BO 的 A、B 端是固定的。平衡时 AO 是水平的，BO 与水平面的夹角为。AO 的拉力 F1和 BO 的拉力 F2的大小是（）A.cos1mgF B.cot1mgF C.sin2mgF D.sin2mgF 图 1.07 解析：以“结点”O 为研究对象，沿水平、竖直方向建立坐标系，在水平方向有12cosFF竖直方向有mgFsin2联立求解得 BD 正确。24 水平方向的圆盘模型 1 如图 2.03 所示

10、，两个相同材料制成的靠摩擦传动的轮 A 和轮 B 水平放置，两轮半径RRAB2，当主动轮 A 匀速转动时，在 A 轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在 A轮边缘上。若将小木块放在 B 轮上，欲使木块相对 B 轮也静止，则木块距 B 轮转轴的最大距离为（）A.RB4 B.RB3 C.RB2 D.RB 图 2.03 答案：C 25 行星模型 1 卫星做圆周运动，由于大气阻力的作用，其轨道的高度将逐渐变化（由于高度变化很缓 件故不相撞的条件为传送带问题若传送带静止物块滑到端作平抛运动的图象解综上关系为分如图所示在工厂的流水线上安装有水平传送带用水间的动摩擦因数每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时后一

11、个工件学习必备 欢迎下载 慢，变化过程中的任一时刻，仍可认为卫星满足匀速圆周运动的规律），下述卫星运动的一些物理量的变化正确的是：（）A.线速度减小 B.轨道半径增大 C.向心加速度增大 D.周期增大 解析：假设轨道半径不变，由于大气阻力使线速度减小，因而需要的向心力减小，而提供向心力的万有引力不变，故提供的向心力大于需要的向心力，卫星将做向心运动而使轨道半径减小，由于卫星在变轨后的轨道上运动时，满足32rTrGMv和，故v增大而 T减小，又2rGMmFa引，故a增大，则选项 C正确。26 水平方向的弹性碰撞 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

12、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 EP，则碰前 A 球的速度等于（）A.mEP B.mEP2 C.mEP2 D.mEP22 解析：设碰前 A 球的速度为 v0，两球压缩最紧时的速度为 v，根据动量守恒定律得出mvmv20，由能量守恒定律得220)2(2121vmEmvP，联立解得mEvP20，所以正确选项为 C。27 水平方向的非弹性碰撞 1 如图 3.05 所示，木块与水平弹簧相连放在光滑的水平面上，子弹沿水平方向射入木块后留在木块内（时间极短），然后将弹簧压缩到最短。关于子弹和木块组成的系统，下列说法真确的是 A 从子弹开始射入到弹簧压缩到最

13、短的过程中系统动量守恒 B 子弹射入木块的过程中，系统动量守恒 C 子弹射入木块的过程中，系统动量不守恒 D 木块压缩弹簧的过程中，系统动量守恒 图 3.05 答案：B 件故不相撞的条件为传送带问题若传送带静止物块滑到端作平抛运动的图象解综上关系为分如图所示在工厂的流水线上安装有水平传送带用水间的动摩擦因数每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时后一个工件学习必备 欢迎下载 28 人船模型 1 如图 3.09 所示，长为 L、质量为 M 的小船停在静水中，质量为 m 的人从静止开始从船头走到船尾，不计水的阻力，求船和人对地面的位移各为多少？图 3.09 解析：以人和船组成的系统为研究对象，在人由

14、船头走到船尾的过程中，系统在水平方向不受外力作用，所以整个系统在水平方向动量守恒。当人起步加速前进时，船同时向后做加速运动；人匀速运动，则船匀速运动；当人停下来时，船也停下来。设某时刻人对地的速度为 v，船对地的速度为 v，取人行进的方向为正方向，根据动量守恒定律有：0 Mvmv，即Mmvv 因为人由船头走到船尾的过程中，每一时刻都满足动量守恒定律，所以每一时刻人的速度与船的速度之比，都与它们的质量之比成反比。因此人由船头走到船尾的过程中，人的平均速度 v 与船的平均速度 v 也与它们的质量成反比，即Mmvv，而人的位移t vs人，船的位移t vs船，所以船的位移与人的位移也与它们的质量成反比

15、，即1Mmss人船 式是“人船模型”的位移与质量的关系，此式的适用条件：原来处于静止状态的系统，在系统发生相对运动的过程中，某一个方向的动量守恒。由图 1 可以看出：2Lss人船 由两式解得LmMmsLmMMs船人，29 爆炸反冲模型 1 如图 3.12 所示海岸炮将炮弹水平射出，炮身质量（不含炮弹）为 M，每颗炮弹质量为 m，当炮身固定时，炮弹水平射程为 s，那么当炮身不固定时，发射同样的炮弹，水平射程将是多少？图 3.12 解析：两次发射转化为动能的化学能 E 是相同的。第一次化学能全部转化为炮弹的动能；第二次化学能转化为炮弹和炮身的动能，而炮弹和炮身水平动量守恒，由动能和动量的关系件故不

16、相撞的条件为传送带问题若传送带静止物块滑到端作平抛运动的图象解综上关系为分如图所示在工厂的流水线上安装有水平传送带用水间的动摩擦因数每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时后一个工件学习必备 欢迎下载 式mpEk22知，在动量大小相同的情况下，物体的动能和质量成反比，炮弹的动能EmMMmvEEmvE2222112121，由于平抛的射高相等，两次射程的比等于抛出时初速度之比，即：mMMvvss122，所以mMMss2。30 滑轮模型 1 如图 5.01 所示，一路灯距地面的高度为 h，身高为l的人以速度 v 匀速行走。（1）试证明人的头顶的影子作匀速运动；（2）求人影的长度随时间的变化率。图 5.

17、01 解：（1）设 t=0 时刻，人位于路灯的正下方 O 处，在时刻 t，人走到 S 处，根据题意有OS=vt，过路灯 P 和人头顶的直线与地面的交点 M 为 t 时刻人头顶影子的位置，如图 2 所示。OM 为人头顶影子到 O 点的距离。图 2 由几何关系，有OSOMlOMh 联立解得tlhhvOM 因 OM 与时间 t 成正比，故人头顶的影子作匀速运动。（2）由图 2 可知，在时刻 t，人影的长度为 SM，由几何关系，有 SM=OM-OS，由以上各式得 tlhlvSM 可见影长 SM 与时间 t 成正比，所以影长随时间的变化率lhlvk。件故不相撞的条件为传送带问题若传送带静止物块滑到端作平

18、抛运动的图象解综上关系为分如图所示在工厂的流水线上安装有水平传送带用水间的动摩擦因数每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时后一个工件学习必备 欢迎下载 31 渡河模型 1 小河宽为 d，河水中各点水流速度大小与各点到较近河岸边的距离成正比，dvkkxv04，水，x 是各点到近岸的距离，小船船头垂直河岸渡河，小船划水速度为0v，则下列说法中正确的是（）A.小船渡河的轨迹为曲线 B.小船到达离河岸2d处，船渡河的速度为02v C.小船渡河时的轨迹为直线 D.小船到达离河岸4/3d处，船的渡河速度为010v 答案：A 32 电路的动态变化 1 如图 6.03 所示电路中，R2、R3是定值电阻，R1是

19、滑动变阻器，当 R1的滑片P 从中点向右端滑动时，各个电表的示数怎样变化？33 交变电流 1 一闭合线圈在匀强磁场中做匀角速转动，线圈转速为 240rad/min，当线圈平面转动至与磁场平行时，线圈的电动势为 2.0V。设线圈从垂直磁场瞬时开始计时，试求：（1）该线圈电动势的瞬时表达式；（2）电动势在481s 末的瞬时值。答案：（1）2sin8tV、（2）1.0V 34 电磁场中的单杆模型 1 如图 7.01 所示，215RR，电压表与电流表的量程分别为 010V 和 03A，电表均为理想电表。导体棒 ab 与导轨电阻均不计，且导轨光滑，导轨平面水平，ab 棒处于匀强磁场中。1V 1A 2A

20、3V 2V1R2R3R件故不相撞的条件为传送带问题若传送带静止物块滑到端作平抛运动的图象解综上关系为分如图所示在工厂的流水线上安装有水平传送带用水间的动摩擦因数每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时后一个工件学习必备 欢迎下载 （1）当变阻器 R接入电路的阻值调到 30，且用F140N的水平拉力向右拉 ab 棒并使之达到稳定速度v1时，两表中恰好有一表满偏，而另一表又能安全使用，则此时 ab 棒的速度v1是多少？（2）当变阻器 R接入电路的阻值调到3，且仍使 ab 棒的速度达到稳定时，两表中恰有一表满偏，而另一表能安全使用，则此时作用于 ab 棒的水平向右的拉力 F2是多大？图 7.01 35

21、 电磁流量计模型 1 图 7.07 是电磁流量计的示意图，在非磁性材料做成的圆管道外加一匀强磁场区域，当管中的导电液体流过此磁场区域时，测出管壁上的 ab 两点间的电动势，就可以知道管中液体的流量 Q单位时间内流过液体的体积（sm/3）。已知管的直径为 D，磁感应强度为 B，试推出 Q 与的关系表达式。36 回旋加速模型 1 在如图 7.12 所示的空间区域里，y 轴左方有一匀强电场，场强方向跟 y 轴正方向成 60，大小为CNE/100.45；y 轴右方有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度TB20.0。有一质子以速度smv/100.26，由 x 轴上的 A 点（10cm，0）沿与x 轴正方

22、向成 30斜向上射入磁场，在磁场中运动一段时间后射入电场，后又回到磁场，经 磁 场 作 用 后 又 射 入 电 场。已 知 质 子 质 量 近 似 为kgm27106.1，电 荷Cq19106.1，质子重力不计。求：（计算结果保留 3 位有效数字）件故不相撞的条件为传送带问题若传送带静止物块滑到端作平抛运动的图象解综上关系为分如图所示在工厂的流水线上安装有水平传送带用水间的动摩擦因数每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时后一个工件学习必备 欢迎下载（1）质子在磁场中做圆周运动的半径。（2）质子从开始运动到第二次到达 y 轴所经历的时间。（3）质子第三次到达 y 轴的位置坐标。质子做匀速圆周运动

23、的半径为：mqBmvR10.0 质子从出发运动到第一次到达 y 轴的时间1t为sqBmTt711057.12 质子第三次到达 y 轴的坐标为（0，34.6cm）。37 磁偏转模型 1 如图 7.22 所示，匀强电场的场强E4Vm，方向水平向左，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向垂直于纸面向里.一个质量m=1g、带正电的小物体 A从 M点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速下滑，当它滑行h=08m到 N点时离开壁做曲线运动，运动到 P点时恰好处于平衡状态，此时速度方向与水平方向成 45设 P与 M的高度差H=1.6m.求：(1)A 沿壁下滑过程中摩擦力做的功；(2)P 与 M的水平距离S.(g 取 10m s2)解：(1)小物体到 N点时离开壁时，qvNB=qE vN=E/B=2m/s 从 M到 N的过程中,根据动能定理221NfmvWmgh 代入数据得Wf=-610-3J(2)小物体运动到 P点时恰好处于平衡状态qE=mg,qEBqvP2,22Pvm/s 从 M到 P的过程中,根据动能定理 221PfmvqESWmgH 代入数据得S=0.6m 图 7.22 件故不相撞的条件为传送带问题若传送带静止物块滑到端作平抛运动的图象解综上关系为分如图所示在工厂的流水线上安装有水平传送带用水间的动摩擦因数每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时后一个工件