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模型:注意細繩模型和桿模型的區別,最高點的速度特點。
7. 衛星模型:要掌握萬有引力等于向心力這一核心。
8. 碰撞模型:要抓住碰撞前后物體的動量守恒,若系統動量不守恒,則遵守能量守恒。
9. 動量守恒模型:動量守恒的條件是系統不受外力或所受外力之和為零,要注意系統選取。
此外,還有波粒二象性模型、豎直平面內的繩球模型、斜面小車模型等。這些模型只是其中的一部分,高考物理還會涉及到一些其他的模型,考生可以根據自己的實際情況進行補充和擴展。
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. 根據牛頓第二定律和圓周運動的規律可求得a與v的關系式。
3. 根據題意,小球能通過圓軌道的最高點而不掉下來,則加速度應滿足一定條件。
解答:
1. 在最高點,小球受到重力G和空氣阻力f的作用,根據牛頓第二定律可得:$mg + f = ma$,解得:$a = g + \frac{f}{m}$。
2. 當小球速度為v時,根據牛頓第二定律和圓周運動的規律可得:$mg + f = m\frac{v^{2}}{r}$,解得:$a = \frac{v^{2}}{r} + g$。
3. 當小球通過最高點而不掉下來時,有:$a \leqslant g$,即$\frac{v^{2}}{r} \leqslant g$。解得:$v \leqslant \sqrt{gr}$。因此,當$a \leqslant g$時,小球能通過圓軌道的最高點而不掉下來。
總結:豎直平面內的圓周運動模型是高考物理中的重要模型之一,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的解題思路和方法。