高考物理常考模型有以下幾種:
1. 牛頓管實驗模型:所有的力都滿足超重和失重。
2. 彈簧類問題:包括彈簧振子、輕彈簧、輕繩模型。
3. 傳送帶問題:注意判斷相對運動和相對運動趨勢。
4. 子彈射木塊模型:注意能量轉化和守恒。
5. 臨界和極值問題:臨界問題要抓住臨界狀態,找出臨界條件;極值問題往往用極值條件進行臨界分析。
6. 豎直平面內的圓周運動:注意細繩模型和桿模型的區別,最高點的速度要求。
7. 衛星模型:要抓住萬有引力提供向心力這一核心。
8. 碰撞模型:要抓住碰撞前后動量守恒,機械能不守恒。
9. 動量守恒模型:要注意實驗性動量守恒的運用條件。
此外,還有單擺模型、子彈射入木塊模型、電磁感應中的能量關系等物理模型。這些模型是高考物理的重點和難點,需要考生在備考過程中著重理解和掌握。
某同學在豎直平面內運動,在最高點由靜止出發釋放一個小球,已知小球在運動過程中受到的空氣阻力大小不變,小球受到的重力為G。
1. 求小球通過最高點時的加速度大小a;
2. 若小球運動到最高點時的速度大小為v,求小球通過最高點時的加速度大小a與小球速度大小v的關系式;
3. 當a為何值時,小球能通過圓軌道的最高點而不掉下來?
分析:
1. 小球在最高點時,受到重力G和空氣阻力f的作用,根據牛頓第二定律可求得加速度大小a。
2. 根據動能定理可求得小球通過最高點時的加速度大小a與小球速度大小v的關系式。
解答:
1. 在最高點,小球受到重力G和空氣阻力f的作用,根據牛頓第二定律得:$mg + f = ma$,解得$a = g + \frac{f}{m}$。
2. 根據動能定理得:$mg \times 2r - fs = 0 - \frac{1}{2}mv^{2}$,解得$a = \frac{mg \times 2r - \frac{1}{2}mv^{2}}{mr}$。
3. 當小球通過最高點的加速度為零時,即$a = 0$時,小球能通過圓軌道的最高點而不掉下來。此時有$f = mg$,解得$r = \frac{mv}{g}$。
總結:豎直平面內的圓周運動模型是高考物理中的重要考點之一,需要掌握其運動規律和解題方法。本題通過具體問題展示了該模型,并進行了詳細的分析和解答。