【7A文】高中物理解题模型详解(20套精讲)

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1、【MeiWei_81-优质适用文档】 【MeiWei_81-优质适用文档】 高考物理解题模型 目目 录录 第一章第一章 运动和力运动和力1 一、追及、相遇模型1 二、先加速后减速模型3 三、斜面模型6 四、挂件模型10 五、弹簧模型（动力学）17 第二章第二章 圆周运动圆周运动19 一、水平方向的圆盘模型19 二、行星模型21 第三章第三章 功和能功和能1 一、水平方向的弹性碰撞1 二、水平方向的非弹性碰撞5 三、人船模型8 四、爆炸反冲模型11 第四章第四章 力学综合力学综合13 一、解题模型：13 二、滑轮模型18 三、渡河模型21 第五章第五章 电路电路1 一、电路的动态变化1 二、交变

2、电流6 第六章第六章 电磁场电磁场1 一、电磁场中的单杆模型1 二、电磁流量计模型7 三、回旋加速模型9 四、磁偏转模型14 【MeiWei_81-优质适用文档】 【MeiWei_81-优质适用文档】 第一章第一章 运动和力运动和力 一、追及、相遇模型 模型讲解：模型讲解： 1 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？ 解析：设以火车乙为参照物，则甲相对乙做初速为)( 21 vv 、加速度为 a 的匀减速运动。若甲 相对乙的速度为零时两车不相撞，则此后就

3、不会相撞。因此，不相撞的临界条件是：甲车减速到与 乙车车速相同时，甲相对乙的位移为 d。 即： d vv aadvv 2 )( 2)(0 2 212 21 ， 故不相撞的条件为 d vv a 2 )( 2 21 2 甲、乙两物体相距 s，在同一直线上同方向做匀减速运动，速度减为零后就保持静止不动。甲 物体在前，初速度为 v1，加速度大小为 a1。乙物体在后，初速度为 v2，加速度大小为 a2且知 v1小物体 A 在恒力作用 下，先在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动；加上匀强磁场后，还受方向垂直斜面向上的 洛伦兹力作用，方可使 A 离开斜面，故磁感应强度方向应垂直纸面向里。随着速度的增加，洛伦

4、兹 力增大，斜面的支持力减小，滑动摩擦力减小，物体继续做加速度增大的加速运动，直到斜面的支 持力变为零，此后小物体 A 将离开地面。 （2）加磁场之前，物体 A 做匀加速运动，据牛顿运动定律有： 解出 A 沿斜面运动的距离为： 加上磁场后，受到洛伦兹力 随速度增大，支持力减小，直到时，物体 A 将离开斜面，有： 【MeiWei_81-优质适用文档】 【MeiWei_81-优质适用文档】 物体 A 在斜面上运动的全过程中，重力和电场力做正功，滑动摩擦力做负功，洛伦兹力不做功， 根据动能定理有： 物体 A 克服摩擦力做功，机械能转化为内能： 4 如图 1.05 所示，在水平地面上有一辆运动的平板小

5、车，车上固定一个盛水的杯子，杯子的直 径为 R。当小车作匀加速运动时，水面呈如图所示状态，左右液面的高度差为 h，则小车的加 速度方向指向如何？加速度的大小为多少？ 图 1.05 我们由图可以看出物体运动情况，根据杯中水的形状，可以构建这样的一个模型，一个物块放 在光滑的斜面上（倾角为） ，重力和斜面的支持力的合力提供物块沿水平方向上的加速度，其加速 度为：。 我们取杯中水面上的一滴水为研究对象，水滴受力情况如同斜面上的物块。由题意可得，取杯 中水面上的一滴水为研究对象，它相对静止在“斜面”上，可以得出其加速度为，而，得，方向水 平向右。 5 如图 1.06 所示，质量为 M 的木板放在倾角为

6、的光滑斜面上，质量为 m 的人在木板上跑，假如 脚与板接触处不打滑。 （1）要保持木板相对斜面静止，人应以多大的加速度朝什么方向跑动？ （2）要保持人相对于斜面的位置不变，人在原地跑而使木板以多大的加速度朝什么方向运动？ 图 1.06 答案：（1）要保持木板相对斜面静止，木板要受到沿斜面向上的摩擦力与木板的下滑力平衡， 即，根据作用力与反作用力人受到木板对他沿斜面向下的摩擦力，所以人受到的合力为： 方向沿斜面向下。 （2）要保持人相对于斜面的位置不变，对人有，F 为人受到的摩擦力且沿斜面向上，根据作用 【MeiWei_81-优质适用文档】 【MeiWei_81-优质适用文档】 力与反作用力等值

7、反向的特点判断木板受到沿斜面向下的摩擦力，大小为 所以木板受到的合力为： 方向沿斜面向下。 【MeiWei_81-优质适用文档】 【MeiWei_81-优质适用文档】 四、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. cos 1 mgF B. cot 1 mgF C. sin 2 mgF D. sin 2 mg F 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 12cos FF竖直方向有mgF

8、sin 2 联立求解得 BD 正确。 2 物体 A 质量为kgm2，用两根轻绳 B、C 连接到竖直墙上，在物体 A 上加一恒力 F，若图 1.08 中力 F、轻绳 AB 与水平线夹角均为 60，要使两绳都能绷直，求恒力 F 的大小。 图 1.08 解析：要使两绳都能绷直，必须00 21 FF，再利用正交分解法作数学讨论。作出 A 的受 力分析图 3，由正交分解法的平衡条件： 图 3 0sinsin 1 mgFF 0coscos 12 FFF 解得F mg F sin 1 cotcos2 2 mgFF 两绳都绷直，必须00 21 FF， 【MeiWei_81-优质适用文档】 【MeiWei_81

9、-优质适用文档】 由以上解得 F 有最大值NF 1 . 23 max ，解得 F 有最小值NF 6 . 11 min ，所以 F 的取值为 NFN 1 . 23 6 . 11。 3 如图 1.09 所示，AB、AC 为不可伸长的轻绳，小球质量为 m=0.4kg。当小车静止时，AC 水平， AB 与竖直方向夹角为 =37，试求小车分别以下列加速度向右匀加速运动时，两绳上的张力 FAC、FAB分别为多少。取 g=10m/s2。 （1） 2 1 /5sma ；（2） 2 2 /10sma 。 图 1.09 解析：设绳 AC 水平且拉力刚好为零时，临界加速度为 0 a 根据牛顿第二定律mgFmaF A

10、BAB cossin 0， 联立两式并代入数据得 2 0 /5 . 7sma 当 0 2 1 /5asma，此时 AC 绳伸直且有拉力。 根据牛顿第二定律 1 sinmaFF ACAB ；mgFABcos，联立两式并代入数据得 NFNF ACAB 15， 当 0 2 2 /10asma，此时 AC 绳不能伸直，0 AC F。 AB 绳与竖直方向夹角，据牛顿第二定律 2 sinmaF AB ，mgF AB cos。联立两 式并代入数据得NF AB 7 . 5。 4 两个相同的小球 A 和 B，质量均为 m，用长度相同的两根细线把 A、B 两球悬挂在水平天花板 上的同一点 O，并用长度相同的细线连

11、接 A、B 两小球，然后用一水平方向的力 F 作用在小球 A 上，此时三根细线均处于直线状态，且 OB 细线恰好处于竖直方向，如图 1 所示，如果不考 虑小球的大小，两球均处于静止状态，则力 F 的大小为（ ） A. 0B. mgC. mg3D. 3 3mg 图 1.10 答案：C 5 如图 1.11 甲所示，一根轻绳上端固定在 O 点，下端拴一个重为 G 的钢球 A，球处于静止状态。 现对球施加一个方向向右的外力 F，使球缓慢偏移，在移动中的每一刻，都可以认为球处于平 衡状态，如果外力 F 方向始终水平，最大值为 2G，试求： （1）轻绳张力 FT的大小取值范围； 【MeiWei_81-优质

12、适用文档】 【MeiWei_81-优质适用文档】 （2）在乙图中画出轻绳张力与 cos 的关系图象。 图 1.11 答案：（1）当水平拉力 F=0 时，轻绳处于竖直位置时，绳子张力最小GFT 1 当水平拉力 F=2G 时，绳子张力最大： GGGFT5)2( 22 2 因此轻绳的张力范围是： GFG T 5 （2）设在某位置球处于平衡状态，由平衡条件得GFTcos 所以 cos G FT即 cos 1 T F，得图象如图 7。 图 7 6 如图 1.12 所示，斜面与水平面间的夹角，物体 A 和 B 的质量分别为、 。两者之间用质量可以不 计的细绳相连。求： （1）如 A 和 B 对斜面的动摩擦

13、因数分别为，时，两物体的加速度各为多大？绳的张力为多少？ （2）如果把 A 和 B 位置互换，两个物体的加速度及绳的张力各是多少？ （3）如果斜面为光滑时，则两个物体的加速度及绳的张力又各是多少？ 【MeiWei_81-优质适用文档】 【MeiWei_81-优质适用文档】 图 1.12 解析：（1）设绳子的张力为，物体 A 和 B 沿斜面下滑的加速度分别为和，根据牛顿第二定律： 对 A 有 对 B 有 设，即假设绳子没有张力，联立求解得，因，故 说明物体 B 运动比物体 A 的运动快，绳松弛，所以的假设成立。故有因而实际不符，则 A 静止。 （2）如 B 与 A 互换则，即 B 物运动得比 A

14、 物快，所以 A、B 之间有拉力且共速，用整体法代 入数据求出，用隔离法对 B：代入数据求出 （3）如斜面光滑摩擦不计，则 A 和 B 沿斜面的加速度均为两物间无作用力。 7 如图 1.13 所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为、在斜杆下端固定有质量为 m 的小球，下列关于杆对球的作用力 F 的判断中，正确的是（ ） A. 小车静止时， ，方向沿杆向上 B. 小车静止时， ，方向垂直杆向上 C. 小车向右以加速度 a 运动时，一定有 D. 小车向左以加速度 a 运动时， ，方向 斜向左上方，与竖直方 向的夹角为 图 1.13 解析：小车静止时，由物体的平衡条件知杆对球的作用力方向 竖

15、直向上，且大小等于球的重力 mg。 小车向右以加速度 a 运动，设小球受杆的作用力方向与竖直方向的夹角为，如图 4 所示，根据 牛顿第二定律有：， ，两式相除得：。 图 4 只有当球的加速度且向右时，杆对球的作用力才沿杆的方向，此时才有。小车向左以加速度 a 【MeiWei_81-优质适用文档】 【MeiWei_81-优质适用文档】 运动，根据牛顿第二定律知小球所受重力 mg 和杆对球的作用力 F 的合力大小为 ma，方向水平向 左。根据力的合成知，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角为： 8 如图 1.14 所示，在动力小车上固定一直角硬杆 ABC，分别系在水平直杆 AB 两端的轻弹簧和细 线将

16、小球 P 悬吊起来。轻弹簧的劲度系数为 k，小球 P 的质量为 m，当小车沿水平地面以加速 度 a 向右运动而达到稳定状态时，轻弹簧保持竖直，而细线与杆的竖直部分的夹角为，试求此 时弹簧的形变量。 图 1.14 答案：， ， ，讨论： 若则弹簧伸长 若则弹簧伸长 若则弹簧压缩 【MeiWei_81-优质适用文档】 【MeiWei_81-优质适用文档】 五、弹簧模型（动力学） 1 如图 1.15 所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为 F 的拉力作用， 而左端的情况各不相同：中弹簧的左端固定在墙上。中弹簧的左端受大小也为 F 的拉力作 用。中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动。中弹簧的左端拴一小物块，物 块在有摩擦的桌面上