高考物理常考模型包括以下幾種:
1. 單擺模型:單擺是能夠產生往復運動的裝置,其運動軌跡是直線還是圓弧。在簡諧運動分析中,通常使用小角度的近似,將單擺運動轉化為簡諧運動模型。
2. 彈簧模型:彈簧模型通常包括彈簧連接的多個物體,或彈簧與滑輪的組合體。這種模型可以處理彈性碰撞、非彈性碰撞等問題。
3. 連接體模型:多個物體共同運動,通過相互作用研究動量守恒和能量守恒。
4. 追擊模型:兩個或多個物體在運動中,一個物體突然改變方向,另一個物體繼續按原方向運動。
5. 子彈打木塊模型:子彈射入木塊后,兩者一起運動,或子彈射入木塊后,木塊停止運動后被反彈等。
6. 帶電粒子在復合場中的運動:包括電場、磁場、重力場的綜合,有時還涉及到電磁感應。
7. 平拋或類平拋運動模型:物體以一定的初速度沿水平方向拋出,僅受重力作用。這類模型通常需要應用運動的合成與分解等方法進行分析。
8. 圓周運動模型:包括繩栓模型(在豎直平面內,繩的一端固定一個物體,另一端固定一個物體并拉到最高點,物體在豎直方向和水平方向均做圓周運動)、桿栓模型(基本原理與繩栓模型相同,不過是由桿代替繩)、帶電粒子在電場和重力場的復合場中做勻速圓周運動等。
這些模型都是高考物理的重點和難點,需要考生在備考時充分理解和掌握。
某同學在豎直平面內運動小球,已知小球在最高點的速度為v,為了使小球能通過最高點,求出小球在圓弧管道運動的最小半徑。
解析:
假設小球在圓弧管道運動的過程中受到向上的摩擦力作用,當小球到達最高點時速度為v,則小球在最高點受到的向心力為:
$F_{n} = m\frac{v^{2}}{R}$
由于小球能夠通過最高點,因此需要滿足:$F_{n} + mg > mg$,即:
$m\frac{v^{2}}{R} + mg > mg$
解得:$R > \frac{v^{2}}{g}$
因此,為了使小球能夠通過最高點,小球在圓弧管道運動的最小半徑應大于$\frac{v^{2}}{g}$。
注意:本題僅考慮了摩擦力向上,實際情況可能更復雜,需要具體問題具體分析。