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1、实际情景与物理模型综合能力测试题中有一类是结合实际的问题，大多数学生对这类问题往往感到很难下手，而这类问题的突破口，往往就在于如何从实际的问题中抽象出研究对象，把待解决的问题转化为我们所熟知的纯物理问题。而要找到研究对象，就必须明确物理模型，掌握各种物理模型的主要特征，应用抽象思维的方法，才能迅速准确地找到研究对象。关于力学问题的物理模型只有质点和刚体（即有固定转动轴的物体）两类。质点：所受的合外力 1、为 零 处于平衡状态（静止、匀速运动） 2、不为零 具有平动加速度的状态（变加速直线运动、匀变速直线运动、抛体运动、圆周运动、振动） 主要特征：与物体的大小无关，所受的力为共点力。刚体：所受的
2、合力矩 1、为 零 处于平衡状态（静止、匀速转动） 2、不为零 具有转动加速度的状态（高中不研究） 主要特征：与物体的大小有关，与转轴有关。 所受的力表现为共轴力矩例 1、某人如图捆绑行李，OA 绳所受拉力为 100 N，则 OB 绳的拉力为_N。解题思路：（1）确定研究对象：质点（结点O） （由所求力、已知力的共同作用点确定研究对象-结点O）（2）受力分析（有序）： OA、OB、OC绳所受拉力分别为F1、F2、F3。且由结构的对称性，可得OB、OC绳所受拉力F2 = F3大小相等。（如图a）（不计重力） （由系统结构确定各力的方向及某些力的大小关系） a b c d（3）求合力：由力的合成（
3、平行四边形）定则及研究对象的运动状态（静止）与合力的因果关系确定各力的大小。结点O受到三个力的作用，并处于静止状态，为三力平衡问题，由此可确定各力的大小。（如图b）（由研究对象的运动状态确定各力的大小关系）（4）计算各力的大小：依据力图与结构间相等的角、相似的三角形求解。由力的三角形与结构三角形（如图c、d）相似求解。可得F2 = 500 N。*本题若从力的分解（力的效果）看问题（改变看问题的角度）。则可认为将100N的力F1分解为 两个500N的分力F2 、F3。进一步思考，本题的方法可以说是一种力的“放大”的办法。若改变力的作用点，或改变F2 、F3的夹角，则可改变其放大功能。（这些请同学
4、们自己研讨）力的这种“放大”功能如何利用 发散 1、拔河裁判向下压拉绳以制止运动员抢拔。发散2、拉出陷入泥坑的汽车。（如右图）发散3、水库堤坝的优化结构（如下图）水泥具有良好的抗压性。发散4、蛋壳的力学结构(薄壳结构)与功能（如右图）鸡蛋对外具有一定的抗压性（杂技的轻功表演“鸡蛋上站人”，大力士不能用手握破鸡蛋），但抗拉性却比较差（小鸡容易出壳）发散5、水缸如何捆绑到自行车上，如何捆绑酒瓶、手脚架。关于运动学问题的物理模型有两个方面：研究对象的物理模型：高中只要质点。研究过程的物理模型：变加速直线运动、匀变速直线运动、抛体运动、匀速圆周运动、振动。其中加速度恒定的有：匀变速直线运动、抛体运动。
5、它们所受的合外力不变。加速度大小不变、方向改变的有：匀速圆周运动。它所受的合外力大小不变、方向周期性变化，且总垂直于速度方向。 加速度方向总保持在一直线的有：变速直线运动。它所受的合外力方向总保持在一直线上。 加速度大小、方向都做周期性变化的有：振动。它受到周期性的回复力的作用。其中属于直线运动的有：变速直线运动、匀变速直线运动、简谐振动。用直线坐标进行研究。 属于平面运动的有：抛体运动、匀速圆周运动。常应用直角坐标系进行研究。由于研究过程的物理模型的条件力（加速度）和初状态（初速度）的不同，决定了研究过程的物理模型运动的不同，必须运用对应的运动规律进行解题。又由于研究过程的物理模型的轨迹的不
6、同，必须采用不同的数学手段（直线坐标、直角坐标）进行解题。复杂的过程则应使用物理的解剖刀，将其分离为若干个过程模型，问题就可变得简单。例2、一跳水运动员从离水面10 m高的平台上向上跃起，举双臂直体离开台面，此时其重心位于从手到脚全长的中点。跃起后重心升高0.45 m达到最高点，落水时身体竖直，手先人水。（在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计。）从离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是_ s（计算时， g取为10 ms2，结果保留二位数字。）1.7或1.8解题思路：研究对象的物理模型：质点。研究过程的物理模型：( 竖直方向 ) 竖直上抛运动。确定研究对象：应用抽象思维的方法，抓住运
7、动员的主要运动，丢掉运动员的次要运动，哪些翻转、侧旋的动作虽然正是跳水表演的亮点，但在本题的研究中却必须毫不犹豫地将它们忽略，把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点，并忽略其水平方向的运动，只保留竖直方向的竖直上抛运动。发散 1、跳绳、跳高、起跑、跳蹦床（注意重心的起点、终点）发散2、足球的“香蕉球”、 杂技表演的“飞来飞去”， 忽略其自转、竖直方向的竖直上抛运动，其水平面上的为圆周运动，是由于物体内外侧的气流速度不同造成压力差，提供其向心力。（高考不要求）例3、有一列火车，每节车厢的长度均为L，车厢间的间隙宽度不计。在车头的第一节车厢前沿平齐的站台上站着一个人，当火车从静止开始以加速度 a
8、 做匀加速直线运动时，第n节车厢经过人的时间为_。 (-)解题思路：本题所求为第n 节车厢经过人的时间，因此车厢的长度已不可忽略，故不能按通常的方法，把整列火车或整个车厢视为质点，因为点的几何概念是没有大小的，而应取第n节车厢的某一点为质点模型，如取第n节车厢的首或尾的一点为研究对象均可。发散、有一长度为L = 4 m的竹竿竖直掉落，当它通过一高度为h = 1.5 m的窗户时，所用时间为t = 2s，求竹竿中心是从多高的（到窗台）地方掉下来？（设竹竿下落的高度远大于L和h ）23.5 m例4、如图所示一支弹簧秤静止于的水平地面上, 现用一水平恒力拉弹簧秤，使其做匀加速度为a的直线运动。弹簧秤质
9、量为m，弹簧秤与地面的摩擦系数为，则弹簧秤的示数为 （1）当拉力向右时 ；（2）当拉力向左时 0、mg+ma 解题思路： 研究对象的物理模型：质点（弹簧秤的外壳研究对象为物体的一部分、即运用隔离法 ） 要求学生对弹簧秤的结构、原理有一定的了解，做实验时要注意观察。对于给定的（K一定）弹簧秤的示数与弹簧的形变量成正比有关。当拉力向右时，弹簧无形变，当拉力向左时，弹簧有形变，做受力分析，求解。发散1、倒拉弹簧秤沿竖直（或斜面）向上做匀加速运动。（改变运动方向）发散2、倒拉弹簧秤沿水平面（或竖直）做匀速圆周运动。（改变运动形式）例5、有一如图斜挂的均匀绳子，绳子质量为M，绳子右端与竖直墙面的夹角为6
10、0，右边部分绳子占绳子总长的1/3，则（1）绳子底部绳子左、右之间的张力（即拉力）是多大？T1=mg/3（2）竖直墙面与绳子左端之间的拉力是多大？T1=mg/3解题思路：（1）研究对象的物理模型：质点（绳子右边的部分）。 研究对象：质点-应是已知力与未知力的共同体。所求张力为内力，运用隔离法（进行空间分割，所求内力的作用处正是进行空间分割的界面所在。），可将内力转化为外力（因所学的公式中都没有涉及内力的）。（2）利用结构具有不完全对称性，用相似方法求解。也可取整条绳为质点，但须先求出右边竖直墙面与绳子右端之间的拉力T2，解题方法比较复杂。发散1、用水平力F拉处于光滑水平地面上的一条均匀绳子，绳
11、子长L，质量为m，求离施力端为X（XL）处绳子的张力? FX/L 发散2、用水平力F拉处于水平地面上的一条均匀绳子，绳子长L，质量为m，绳子与地面的摩擦系数为,求离施力端为X（XL）处绳子的张力? FX/L 例6短跑运动员体重为70 kg，起跑时在17 s冲出1 米远，能量全部由消耗体内的葡萄糖提供，其热化学方程式为：C6H12O6十6O26CO26H2O十2804 kJ，则该短跑运动员起跑时消耗的葡萄糖的质量为 A、0.22 g B、0.55 gC、0.66 g D、0.44 g D 解题思路：本题学生感到困难的是如何求短跑运动员起跑过程中消耗能量。研究对象的物理模型：质点。研究过程的物理模
12、型：匀加速直线运动。依此求运动员的末速度。研究过程的物理方法：能量法（用动能定理）-适用于变力作用过程（从力的作用效果看运动员起跑过程中消耗能量等于他的末动能。）。发散、求投掷手榴弹所做的功。例7、如图所示，匀速运动的传送带上有物体a、b、c，a 物体以初速度 V0 = 0 轻放在传送带上，b 物体与传送带一起做匀速运动，c 物体被传送带推上静止的工作台，则关于a、b、c 物体受到传送带的摩擦力以下说法正确的是 A、 a 物体所受摩擦力向前B、 b 物体所受摩擦力向前C、 b 物体所受摩擦力向后D、 c 物体所受摩擦力向前 A、D解题思路：运用隔离法（类似拍电影采用特写镜头）将物体a、b、c分
13、别与部分传送带的隔离出来，其研究对象的物理模型：质点m1、m2的连接体，如下图表示了物体b与部分传送带的隔离的连接体模型如同常见的m1、m2的叠物模型，m1相对m2 静止，m1没有受摩擦力的作用。而物体a做加速运动、c做减速运动，传送带做匀速度运动，a、c都相对传送带向后运动，均受到传送带向前的摩擦力。注意本题中传送带的隔离体m2是在一变力的作用下保持做匀速直线运动。发散1、旅客坐车：匀速直线运动时，车对旅客没有磨擦力的作用，不做功。发散2、在水平公路作匀速直线运动的自行车，其前轮所受地面摩擦力的方向向 ，而后轮所受地面摩擦力的方向向 。后、前前轮所受地面摩擦力的方向的确定，应先判断前轮相对地
14、面的运动方向，这点可由假设接触面光滑，或让前轮梢梢离开地面（后轮保持接触地面），则可相象出前轮将不会转动，而相对地面向前运动，前轮所受地面摩擦力的方向向后。例8、某人上楼梯。则以下结论正确的是A、人对楼梯的压力作正功B、楼梯对人的支持力作正功C、人对楼梯的压力不作功D、条件不足，无法确定 C解题思路：研究对象的物理模型：准弹簧振子模型由定义法可知人对楼梯的压力、或楼梯对人的支持力，均没有产生位移，故没有做功。由能量观点，可知在人上楼的过程中，能量既没有增加，又没有减少，楼梯与人之间应该相互做功。人上楼梯的过程中，消耗了人体的化学能转化为准弹簧振子模型的弹性势能，再通过内力做功转化为人体的重力势
15、能。*内力是可以对物体做功以改变物体机械能的，又如定时炸弹爆炸。*动能定理的灵魂是能量守恒定律。动能定理中总功应是动力功与阻力功的总和，它们可以是内力功，也可以是外力功。*能量守恒定律是一个“天马行空”的定律，它可以“纵横驰骋”于各学科之间。因此要重视从能量的观点研究问题。发散：如图在匀（加）速向左运动的车厢内，一个人用力向前推车厢，若人与车厢始终保持相对静止，则以下结论正确的是A、 人对车厢作正功B、 车厢对人作正功C、 人对车厢不作功D、 条件不足，无法确定 C（B） 本题讨论的是人对车厢的推力与摩擦力的合力是否做功。 例9、实际使用的楼梯电灯，为了上下楼梯时，在楼上、楼下都能开灯和关灯，采用的原理电路如图。现提供
