高考物理經典模型主要有以下幾種:
1. 自由落體模型。包括自由落體運動模型、豎直下拋模型、豎直面內的圓周運動模型、帶電粒子在電場中的運動模型等。
2. 運動學模型。包括繩/桿/彈簧連接體模型、單繩/單桿模型、豎直面內的圓周運動模型、單個物體的運動模型等。
3. 碰撞模型。包括彈性碰撞、完全非彈性碰撞、微觀粒子碰撞等模型。
4. 電磁感應模型。包括恒定電流與閉合電路部分電路的電磁感應模型、帶電粒子在勻強磁場中的運動模型等。
5. 光學模型。包括單縫衍射、雙縫干涉、多普勒效應等模型。
此外,還有力學實驗專題、電學實驗專題、熱學實驗專題等。這些經典模型涵蓋了高考物理的主要知識點,是高考物理的重要內容。
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題目:一質量為 m 的小球,在距地面高為 H 的位置以初速度 v0 拋出,不計空氣阻力,求小球落地時的速度大小。
解析:
1. 小球在空中運動時,只有重力做功,機械能守恒,可得到小球落地時的動能與重力勢能之和等于初始動能。
2. 小球在運動過程中受到重力和空氣阻力作用,但空氣阻力做功與路徑無關,可視為恒力,因此小球落地時的動能等于初始動能加上空氣阻力做的功。
3. 根據動能定理,可求得小球落地時的速度大小。
答案:
解:根據機械能守恒定律可得:
mgH + Wf = 0.5mv2
其中 Wf 為空氣阻力做的功。
根據動能定理可得:
mgH - Wf = 0.5mv2 - 0.5mv?2
將第一個式子代入第二個式子可得:
mgH = 0.5mv2 - 0.5mv?2 + Wf
又因為空氣阻力做的功與路徑無關,因此可認為空氣阻力做的功為常數,即 Wf = - kx,其中 k 為空氣阻力系數,x 為空氣阻力所通過的距離。
將上述式子代入可得:
mgH = 0.5mv2 - 0.5mv?2 + kx
將 x = H 代入可得:
mgH = 0.5mv2 - 0.5mv?2 + kH
將上述式子代入最終結果中可得:
v = sqrt(v?2 + 2gH)
答案為小球落地時的速度大小。