物理高考模型主要有以下幾種:
1. 單個物體運動模型:這類模型包括豎直上拋運動、平拋運動和圓周運動(包括繩拴球、桿(船)拴球、帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動等)。
2. 連接體模型:這類模型包括水平面內的連接體(如彈簧振子等),以及在豎直平面內的連接體(如連接體的自由落體、彈簧類問題等)。
3. 碰撞模型:這類模型包括完全非彈性碰撞、彈性碰撞和非彈性碰撞。
4. 電磁感應模型:這類模型主要考察導體在磁場中切割磁感線、線圈在磁場中轉動等場景。
5. 電路模型:高中物理中的電路模型主要涉及串并聯電路、滑動變阻器、伏安特性曲線、戴維南定理、安培定則等知識。
6. 振動和波模型:這類模型主要考察機械振動和機械振動的傳播(波動)的基本規律。
此外,還有力學與電學綜合性模型,功能關系模型,能量守恒模型,帶電粒子在電磁場中運動模型等。這些模型是高考物理的重要考點和難點,需要認真學習和理解。
題目:一個質量為$m$的小球,從高度為$H$的斜面頂端自由下滑,到達斜面底端時速度為$v$。已知斜面的傾角為$\theta $,求小球在下滑過程中克服摩擦力所做的功。
分析:小球在下滑過程中受到重力、支持力和摩擦力三個力的作用。其中,重力做正功,支持力不做功,只有摩擦力做負功。要計算克服摩擦力所做的功,需要先求出摩擦力的大小,再根據公式$W = - F \cdot s$求解。
解題過程:
(1)根據動能定理,小球在下滑過程中重力做功為:
$W_{G} = \frac{1}{2}mv^{2} - 0$
(2)小球在下滑過程中受到的支持力垂直于斜面向上,與小球的運動方向垂直,不做功,因此只有摩擦力做負功。根據摩擦力公式,可得到摩擦力的大小為:
$f = \mu mg\cos\theta$
(3)小球在下滑過程中克服摩擦力所做的功為:
$W_{f} = - fs = - \mu mg\cos\theta \cdot \frac{H}{\sin\theta}$
其中,$s = \frac{H}{\sin\theta}$是斜面的長度。
答案:小球在下滑過程中克服摩擦力所做的功為$- \mu mg\cos\theta \cdot \frac{H}{\sin\theta}$。
總結:這道題考察了動能定理、摩擦力公式和功的計算方法,需要考生對物理概念和公式有較好的理解和應用能力。解題的關鍵在于正確分析小球的受力情況和運動過程,并選擇合適的公式進行計算。