方法13 高中物理模型盘点（三）匀速运动-连接体-滑块-木板模型-2023年高考物理学习记忆方法大全

方法13 高中物理模型盘点（三）匀速运动-连接体-滑块-木板模型 目 录 物理模型盘点——“匀速运动”模型 1 1．模型特征 1 2．处理“匀速运动”模型的方法 1 典型例题 2 [即学即练] 4 物理模型盘点——连接体模型 4 1．连接体定义与分类 4 2.连接体的运动特点 5 3.连接体问题的分析方法 5 典型例题 6 [即学即练] 7 物理模型盘点——滑块—木板模型 10 一、模型特征 10 二、思维模板 10 三、滑块—木板类问题的解题思路与技巧 11 四、两种几何类型 11 五、三种常见命题角度 11 角度1　滑块不受力而木板受拉力 11 角度2　给滑块一初速度v0，两者都不受拉力且叠放在光滑水平地面上 12 角度3　木板有初速度v0，两者都不受拉力且叠放在光滑水平面上 12 【即学即练】 16 物理模型盘点——“匀速运动”模型 1．模型特征 “匀速运动”是一种理想化模型，应用广泛。例如声、光的传播都可以看成匀速，而实际生活中的运动估算，也经常用到这一模型，如计算飞行时间。 2．处理“匀速运动”模型的方法 处理“匀速运动”模型时经常结合几何关系解决问题，常见的几何关系有：勾股定理、相似三角形对应边成比例，光的反射、声波的反射具有对称性。 典型例题 （2022·全国甲卷·T15） 长为l的高速列车在平直轨道上正常行驶，速率为v0，要通过前方一长为L的隧道，当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过v（v < v0）。已知列车加速和减速时加速度的大小分别为a和2a，则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用时间至少为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】由题知当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过v（v < v0），则列车进隧道前必须减速到v，则有v = v0 - 2at1 解得 在隧道内匀速有 列车尾部出隧道后立即加速到v0，有v0 = v + at3 解得 则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用时间至少为 故选C。 利用超声波遇到物体发生反射的现象，可测定物体运动的有关参量。如图甲中仪器A和B通过电缆线连接，B为超声波发射与接收一体化装置，仪器A为B提供超声波信号源而且能将B接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示其波形。现固定装置B，并将它对准匀速行驶的小车C，使其每隔固定时间T0发射一短促的超声波脉冲，图乙中1、2、3为B发射的超声波信号，1′、2′、3′为对应的反射波信号。接收的反射波滞后时间已在图中标出，其中T0和ΔT为已知量。又知该测定条件下超声波在空气中的速度为v0，则根据所给信息可判断小车的运动方向和速度大小为(　　) A．向右， B．向左， C．向右， D．向左， 解题关键：　画出运动示意图 解析：　若小车不动，发射超声波脉冲后到接收回波的时间应恒定。而从图形看，接收时间正在逐渐增大，故可知小车C速度方向与超声波发射方向一致，即小车向右运动。 运动示意图如图所示。 设超声波发射装置在H点，此时小车在M点，其运动速度为v。 经过，超声波发出的第一次脉冲传至N点，此时小车也运动至N点，MN＝v。 再经过，超声波返回，此时小车已运动至O点，NO＝v。 间隔T0，超声波发出第二次脉冲。但在T0 ­T时间内小车已运动至P点，OP＝v(T0－T)。 经过，超声波的第二个脉冲已运动至Q点，此时小车也正好运动至Q点，PQ＝v，从图上寻找位移关系，有HQ－HN＝NQ，即 v0－v0＝v， 解得v＝，故A选项正确。 答案：　A 方法点拨　物体做匀速直线运动时，在任意相等时间内的位移都相等。分析求解匀速直线运动问题时，可按如下步骤进行： 1选定研究对象，分析物体的运动情况； 2画出各物体运运的示意图； 3找出物体间位移、时间、速度的关系； 4根据关系列方程； 5统一单位制，解方程，对结果进行讨论。 [即学即练] 【2017·江苏卷】如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上，物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F．小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动．整个过程中，物块在夹子中没有滑动．小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g．下列说法正确的是 （A）物块向右匀速运动时，绳中的张力等于2F （B）小环碰到钉子P时，绳中的张力大于2F （C）物块上升的最大高度为 （D）速度v不能超过 【答案】D 【考点定位】物体的平衡 圆周运动 【名师点睛】在分析问题时，要细心．题中给的力F是夹子与物块间的最大静摩擦力，而在物块运动的过程中，没有信息表明夹子与物块间静摩擦力达到最大．另小环碰到钉子后，物块绕钉子做圆周运动，夹子与物块间的静摩擦力会突然增大． 物理模型盘点——连接体模型