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1、从基本物理模型到组合 构建解决物理问题的思路 习惯和方法 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 2 F 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 3 F F 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 4 F F 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 5 光滑 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 6 光滑 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 7 光滑 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 8 光滑 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 9 高
2、考题型 组合模型 基本模型 竖直平面内圆周运动 v0m Lhx v 平抛 类平抛运动 水平面内匀速圆周运动 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 10 I类 直直组合 水平面上 借助 图像 解决问题 2010安徽卷22 质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动 一段时间后撤去F 其运动的v t图象如图所示 g取10m s2 求 1 物体与水平间的动摩擦因数 2 水平推力F的大小 3 0 10s内物体运动位移的大小 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 11 I类 直直组合 倾斜面上 斜面 上两个运动阶段的组合2006上海 如图所示 质量为
3、10kg的物体在F 200N的水平推力作用下 从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动 斜面固定不动 与水平地面的夹角 37o 力F作用2s后撤去 物体在斜面上继续上滑了1 25s后速度减为零 求 物体与斜面间的动摩擦因数 和物体的总位移x 已知sin37o 0 6 cos37o 0 8 g 10m s2 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 12 I类 直直组合 竖直面上 借助 图像 解决问题2012安徽理综22 质量为m 0 1kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落 该下落过程对应的图象如图所示 球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3 4 该球受到的空气阻力大小
4、恒为f 取g 10m s2 求 1 弹性球受到的空气阻力f的大小 2 弹性球第一次碰撞后反弹的高度h 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 13 I类 直直组合 竖直面上 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 14 多过程 依次序 分析解决问题 竖直面 09年江苏卷13 航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器 其质量m 2 动力系统提供的恒定升力F 28N 试飞时 飞行器从地面由静止开始竖直上升 设飞行器飞行时所受的阻力大小不变 g取10m s2 1 第一次试飞 飞行器飞行t1 8s时到达高度H 64m 求飞行器所阻力f的大小 2 第二次试飞 飞行器飞行t2
5、6s时遥控器出现故障 飞行器立即失去升力 求飞行器能达到的最大高度h 3 为了使飞行器不致坠落到地面 求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3 1 第一次飞行中 设加速度为a1 匀加速运动 由牛顿第二定律 解得 2 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 15 11 2 1 H at F mg f ma1 f 4 N 2 第二次飞行中 设失去升力时的速度为v1上升的高度为s1 设失去升力后的速度为a2上升的高度为s2 匀加速运动 2 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 16 112 2 1 s at 由牛顿第二定律mg f ma2 2 2 2a v2
6、v1 a1t2s 1 解得h s1 s2 42 m 3 设失去升力下降阶段加速度为a3 恢复升力后加速度为a4 恢复升力时速度为v3 且 由牛顿第二定律mg f ma3v3 a3t3F f mg ma4 v2v2 2a32a4 3 3 h 解得t 32s 或2 1s 32 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 17 II类 直曲组合 直线运动 与 平抛运动 组合问题2012北京理综22 如图所示 质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动 经距离l后以速度 飞离桌面 最终落在水平地面上 已知l 1 4m 3 0m s m 0 10kg 物块与桌面间的动摩擦因数 0 25 桌
7、面高h 0 45m 不计空气阻力 重力加速度g取10m s2 求 1 小物块落地点距飞出点的水平距离s 2 小物块的初速度大小 0 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 18 II类 直曲组合 全国卷II 如图所示 位于竖直平面内的光滑轨道 有一段斜的直轨道和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始下滑 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圆形轨道底部的高度h的取值范围 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 19 I
8、I类 直曲组合 直线运动 与 圆周运动 组合问题2009安徽卷24 过山车是游乐场中常见的设施 如图是一种过山车的简易模型 它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成 B C D分别是三个圆形轨道的最低点 B C间距与C D间距相等 半径R1 2 0m R2 1 4m 一个质量为m 1 0kg的小球 视为质点 从轨道的左侧A点以v0 12m s的初速度沿轨道向右运动 A B间距L1 6 0m 小球与水平轨道间的动摩擦因数 0 2 圆形轨道是光滑的 假设水平轨道足够长 圆形轨道间不相互重叠 重力加速度取g 10m s2 计算结果保留小数点后一位数字 试求 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌
9、280394126 20 II类 直曲组合 0 22 1 11 2 112 R1 mg F m1 mv mv 由牛顿第二定律v2 1 小球在经过第一个圆形轨道的最高点时 轨道对小球作用力的大小 设最高点的速度为v1 轨道对小球的作用力为F由动能定理 mgL mg 2R 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 21 II类 直曲组合 20 2 2 12 12 12 R2 mv mg m2 mv 由牛顿第二定律v2 2 如果小球恰能通过第二圆形轨道 B C间距L应是多少 设最高点的速度为v2 由动能定理 mg L L mg 2R 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394
10、126 22 II直曲组合 小球在经过第一个圆形轨道的最高点时 轨道对小球作用力的大小 如果小球恰能通过第二圆形轨道 B C间距L应是多少 在满足 2 的条件下 如果要使小球不能脱离轨道 在第三个圆形轨道的设计中 半径应R3满足的条件 小球最终停留点与起点A的距离 当0 R3 0 4m时 L 36 0m当1 0m R3 27 9m时 L 26 0m 现代高考试题在考查知识的同时 突出体现对考生能力的选拔 x 2l H l 1 cos 2 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 23 类H 1 c o s H m 当l 时 x III类 曲曲组合 平抛运动 和 圆周运动 组合问
11、题2013浙江理综23 山谷中有三块大石头和一根不可伸长的青藤 其示意图如下 图中A B C D均为石头的边缘点 O为青藤的固定点 h1 1 8m h2 4 0m x1 4 8m x2 8 0m 开始时 质量分别为M 10kg和m 2kg的大小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上 当大猴发现小猴将受到伤害时 迅速从左边石头A点起水平跳到中间石头 大猴抱起小猴跑到C点 抓住青藤的下端荡到右边石头的D点 此时速度恰好为零 运动过程中猴子均看成质点 空气阻力不计 重力加速度g 10m s2 求 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 24 III类 曲曲组合 大猴子水平跳离的速度
12、最小值猴子抓住青藤荡起时的速度大小荡起时 青藤对猴子的拉力大小 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 25 III类 曲曲组合 圆周运动 和 平抛运动 组合问题2012福建理综20 如图 置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动 当转速达到某一数值时 物块恰好滑离转台开始做平抛运动 现测得转台半径R 0 5m 离水平地面的高度H 0 8m 物块平抛落地过程水平位移的大小s 0 4m 设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力 取重力加速度g 10m s2求 1 物块做平抛运动的初速度大小 0 2 物块与转台间的动摩擦因数 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌28039412
13、6 26 III类 曲曲组合 圆周运动 和 平抛运动 组合问题2010江苏卷14 在游乐节目中 选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上 小明和小阳观看后对此进行了讨论 如图所示 他们将选手简化为质量m 60kg的质点 选手抓住绳由静止开始摆动 此时绳与竖直方向夹角 53o 绳的悬挂点O距水面的高度为H 3m 不考虑空气阻力和绳的质量 浮台露出水面的高度不计 水足够深 取重力加速度g 10m s2 sin53o 0 8 cos53o 0 6 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 27 III类 曲曲组合 1 求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F 2 若绳长l 2m 选手摆
14、到最高点时松手落入水中 设水对选手的平均浮力f1 800N 平均阻力f2 700N 求选手落入水中的深度d 3 若选手摆到最低点时松手 小明认为绳越长 在浮台上的落点距岸边越远 小阳认为绳越短 落点距岸边越远 请通过推算说明你的观点 x 2l H l 1 cos H当l 时 xm H 1 cos 2 应用数学解决物理问题的能力 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 28 对象组合 和 模型组合 联系解决问题 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 29 2011新课标24 甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动 加速度方向一直不变 在第一段时间间隔内 两辆
15、汽车的加速度大小不变 汽车乙的加速度大小是甲的两倍 在接下来的相同时间间隔内 汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍 汽车乙的加速度大小减小为原来的一半 求甲乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比 解析法设汽车甲在第一段时间间隔末 时间t0 的速度为v 第一段时间间隔内行驶的路程为s1 加速度为a1 在第二段时间间隔内行 驶的路程为s2 由运动学公式得 设乙车在时间t0的速度为v 在第一 二段时间间隔内行驶 的路程分别为s1 s2 同样有 v at0 20 1 2 1 at s 20 2 1 s2 vt0 2a t 0 v 2at 20 1 1 s 2a t 20 20 22 1 s v t
16、 at s s1 s2 12 s s s 设甲 乙两车行驶的总路程分别为s s 则有 联立以上各式解得 甲 乙两车各自行驶的总路程之比为s s57 设设设 量量量 对象 过程 依依依据据据 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 30 解析法 设汽车甲在第一段时间间隔末 时间t0 的速度为v 第一段时间间隔内行驶的路程为s1 加速度为a1 在第二段时间间隔内行驶的路程为s2 由运动学公式得 设乙车在时间t0的速度为v 在第一 二段时间间隔内行驶 的路程分别为s1 s2 同样有 v at0 20 1 2 1 at s 20 20 2 1 s vt 2a t 0 v 2at 20 1 1 s 2a t 20 20 22 1 s v t at s s1 s2 12 s s s 设甲 乙两车行驶的总路程分别为s s 则有 联立以上各式解得 甲 乙两车各自行驶的总路程之比为s s57 简捷清晰 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 31 图像法 t v 1 2 1 2 3 0 甲 乙 7 2016 3 24 高考系列研究蔺立昌280394126 32 s s
