知识回顾篇 知识10　高中常见6种物理模型—2021届高三物理二轮新高考复习讲义

　高中常见6种物理模型 1.“斜面”模型 图示或释义 与斜面相关的滑块运动问题 规律或方法 (1)μ＝tan θ，滑块恰好处于静止状态(v0＝0)或匀速下滑状态(v0≠0)，此时若在滑块上加一竖直向下的力或加一物体，滑块的运动状态不变 (2)μ>tan θ，滑块一定处于静止状态(v0＝0)或匀减速下滑状态(v0≠0)，此时若在滑块上加一竖直向下的力，滑块的加速度变大，若在滑块上轻放一物体，滑块的运动状态不变 (3)μ<tan θ，滑块一定匀加速下滑，此时若在滑块上加一竖直向下的力，滑块的加速度变大，若在滑块上轻放一物体，滑块的运动状态不变 (4)若滑块处于静止或匀速下滑状态，可用整体法求出地面对斜面的支持力为(M＋m)g，地面对斜面的摩擦力为0；若滑块处于匀变速运动状态，可用牛顿第二定律求出，地面对斜面的支持力为(M＋m)g－masin θ，地面对斜面的摩擦力为macos θ；不论滑块处于什么状态，均可隔离滑块，利用滑块的运动状态求斜面对滑块的弹力、摩擦力及作用力 (5)μ＝0，滑块做匀变速直线运动，其加速度为a＝gsin θ 2.“弹簧”模型 图示或释义 规律或方法 与弹簧相关的平衡问题 弹簧类平衡问题常常以单一问题出现，涉及的知识主要是胡克定律、物体的平衡条件，求解时要注意弹力的大小与方向总是与弹簧的形变相对应，因此审题时应从弹簧的形变分析入手，找出形变量x与物体空间位置变化的对应关系，分析形变所对应的弹力大小、方向，结合物体受其他力的情况来列式求解 与弹簧相关的动力学问题 (1)弹簧(或橡皮筋)恢复形变需要时间，在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成不变，即弹力不能突变。而细线(或接触面)是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，若剪断(或脱离)后，其中弹力立即消失，即弹力可突变，一般题目中所给细线和接触面在没有特殊说明时，均可按此模型处理 (2)对于连接体的加速问题往往先使用整体法求出其加速度，再用隔离法求出受力少的物体的加速度，并利用加速度的关系求解相应量 与弹簧相关的功、能问题 弹簧连接体是考查功能关系问题的经典模型，求解这类问题的关键是认真分析系统的物理过程和功能转化情况，再由动能定理、机械能守恒定律或功能关系列式，同时注意以下两点：①弹簧的弹性势能与弹簧的规格和形变程度有关，对同一根弹簧而言，无论是处于伸长状态还是压缩状态，只要形变量相同，则其储存的弹性势能就相同；②弹性势能公式Ep＝eq \f(1,2)kx2在高考中不作要求(除非题中给出该公式)，与弹簧相关的功能问题一般利用动能定理或能量守恒定律求解 3.“关联速度”模型 图示或释义 规律或方法 轻绳连接体模型 求解“绳＋物”或“杆＋物”模型的方法： 先明确物体的合速度(物体的实际运动速度)，然后将物体的合速度沿绳(杆)方向及垂直绳(杆)方向分解(要防止与力的分解混淆)，利用沿绳(杆)方向的分速度大小总是相等的特点列式求解 轻杆连接体模型 4.水平面内圆周运动模型 图示或释义 规律或方法 线模型 由于细线对物体只有拉力且细线会弯曲，所以解答此类问题的突破口是要抓住“细线刚好伸直”的临界条件：此时细线的拉力为零。在此基础上，再考虑细线伸直之前的情况(一般物体做圆周运动的半径和细线与转轴之间的夹角都会发生变化)和伸直之后的情况(物体做圆周运动的半径和细线与转轴之间的夹角一般不再发生变化，但细线的拉力通常会发生变化) 弹力模型 此类问题一般是由重力和弹力的合力提供物体在水平面内做圆周运动的向心力，因此正确找出做圆周运动的物体在水平方向上受到的合力，是解决此类问题的关键 摩擦力模型 临界条件是关键：找出物体在圆周运动过程中的临界条件，是解答此类问题的关键。如轻绳开始有拉力(或伸直)、物体开始滑动等，抓住这些临界条件进行分析，即可找出极值，然后可根据极值判断其他物理量与极值之间的关系，从而进行求解 5.竖直平面内圆周运动模型 图示或释义 规律方法 最高点无支撑“轻绳模型” 最高点受力：重力、轻绳弹力(方向向下或等于零) 向心力来源：mg＋F弹＝meq \f(v2,R)(最高点) F弹－mg＝meq \f(v2,R)(最低点) 最高点临界条件：F弹＝0，mg＝meq \f(v2,R)，v＝eq \r(gR) 最高点有支撑“轻杆”模型 最高点受力：重力、轻杆的弹力(方向向下、向上或等于零) 向心力来源：mg±F弹＝meq \f(v2,R)(最高点) F弹－mg＝meq \f(v2,R)(最低点) 最高点临界条件：mg＝F弹，v＝0 6.电磁感应中“杆＋导轨”模型 图示或释义 规律或方法 杆cd以一定初速度v在光滑水平轨道上滑动，质量为m，电阻不计，两导轨间距为L 动力学分析：杆以速度v切割磁感