高考物理常考模型有以下幾種:
1. 牛頓管實(shí)驗(yàn)?zāi)P停核械牧Χ紳M足超重和失重。
2. 彈簧類問(wèn)題:包括彈簧振子、輕彈簧、輕繩模型。
3. 傳送帶問(wèn)題:注意判斷相對(duì)運(yùn)動(dòng)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
4. 子彈射木塊模型:注意能量轉(zhuǎn)化和守恒。
5. 臨界和極值問(wèn)題:臨界問(wèn)題要抓住臨界狀態(tài),找出臨界條件;極值問(wèn)題往往用極值條件進(jìn)行臨界分析。
6. 豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)模型:注意細(xì)繩模型和桿模型的區(qū)別,最高點(diǎn)的速度特點(diǎn)。
7. 衛(wèi)星模型:要掌握萬(wàn)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(dòng)量守恒,若系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,則遵守能量守恒。
9. 動(dòng)量守恒模型:動(dòng)量守恒的條件是系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零,要注意系統(tǒng)選取。
此外,還有波粒二象性模型、豎直平面內(nèi)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(huì)涉及到一些其他的模型,考生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況進(jìn)行補(bǔ)充和擴(kuò)展。
某同學(xué)在豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),在最高點(diǎn)由靜止出發(fā)釋放一個(gè)小球,已知小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)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(guò)最高點(diǎn)時(shí)的加速度大小a;
2. 若小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為v,求小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的加速度大小a與小球速度大小v的關(guān)系式;
3. 當(dāng)a為何值時(shí),小球能通過(guò)圓軌道的最高點(diǎn)而不掉下來(lái)?
分析:
1. 小球在最高點(diǎn)時(shí),受到重力G和空氣阻力f的作用,根據(jù)牛頓第二定律可求得加速度大小a。
2. 根據(jù)牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可求得a與v的關(guān)系式。
3. 根據(jù)題意,小球能通過(guò)圓軌道的最高點(diǎn)而不掉下來(lái),則加速度應(yīng)滿足一定條件。
解答:
1. 在最高點(diǎn),小球受到重力G和空氣阻力f的作用,根據(jù)牛頓第二定律可得:$mg + f = ma$,解得:$a = g + \frac{f}{m}$。
2. 當(dāng)小球速度為v時(shí),根據(jù)牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得:$mg + f = m\frac{v^{2}}{r}$,解得:$a = \frac{v^{2}}{r} + g$。
3. 當(dāng)小球通過(guò)最高點(diǎn)而不掉下來(lái)時(shí),有:$a \leqslant g$,即$\frac{v^{2}}{r} \leqslant g$。解得:$v \leqslant \sqrt{gr}$。因此,當(dāng)$a \leqslant g$時(shí),小球能通過(guò)圓軌道的最高點(diǎn)而不掉下來(lái)。
總結(jié):豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)模型是高考物理中的重要模型之一,需要掌握其運(yùn)動(dòng)規(guī)律和解題方法。本題通過(guò)具體問(wèn)題展示了該模型的解題思路和方法。