物理君說
在高中物理中,力學是最重要的內容之一,占分數的35%以上。 而且,以往高考的物理期末題中,也會有與力學相關的題。
解決力學問題時,關鍵是要弄清楚問題所涉及的力學模型是什么,這樣才能有的放矢地找到解決辦法。 今天物理君就對高中物理中可能出現的四大力學模型做一個全面的總結。 希望對大家有幫助。
1.斜面問題模型
每年的高考卷子里幾乎都有斜面模型的題目。 當遇到此類問題時,以下結論可以幫助大家更好更快地理解解題思路,選擇解題方法。
1、當自由釋放的滑塊能在斜面上勻速下滑時(如下圖所示),m與M之間的動摩擦系數為μ=gtanθ。
2、自由釋放滑塊在斜坡上(如上圖):
(1)靜止或勻速下滑時,斜面M對水平地面的靜摩擦力為零;
(2)加速下降時,斜坡對水平地面的靜摩擦力向右水平;
(3)減速下滑時,斜坡對水平地面的靜摩擦力是水平向左的。
3、當自由釋放的滑塊沿斜坡勻速滑動時(如下圖),M對水平地面的靜摩擦力為零。 在此過程中,任意方向的力都會加到 m 上(在 m 停止之前)。 M對水平地面的靜摩擦力仍然為零(參見圓書上的方法概述)。
4、懸掛物體的汽車在斜坡上滑動(如下圖):
(1) 當向下加速度a=gsinθ時,吊繩穩定時垂直于斜坡;
(2)當向下加速度a>gsinθ時,吊繩穩定時會向上偏離垂直方向;
(3)當向下加速度a<gsinθ時,吊繩將偏離垂直方向并向下運動。
5、將一個小球以速度 v0 水平拋向傾斜角 θ 的斜坡上(如下圖):
(1) 下坡時間t=θ/g;
(2) 斜面落下時,速度方向與水平方向的夾角α恒定,且與初速度無關,tanα=2tanθ;
6. 如下圖所示,當整體加速度a=gtanθ向右時,m可以在斜坡上保持相對靜止。
例1:在傾斜角為θ的光滑斜面上,存在兩個磁感應強度相同的均勻磁場。 一個方向垂直于斜面向上方向,另一個方向垂直于斜面向下方向(如下圖所示)。 它們的寬度為L。當質量為m、邊長為L的方形線框以速度v進入上層磁場時,它恰好以恒定速度移動。
(1) 當邊ab剛好穿過邊界ff′時,線框的加速度是多??少,其方向是什么?
(2) 當ab邊到達gg′和ff′的中間位置時,線框正好勻速運動。 然后線框開始進入上層磁場斜面靜摩擦力公式,當ab邊到達gg'和ff'的中間位置時,該過程結束。 ,線框中產生的焦耳熱是多少? (無論摩擦阻力如何,線框的ab面在運動過程中始終與磁場邊界平行)
【點評】恒力作用下切割磁力線的線的運動是高中物理中常見的一類題。 它需要熟練地找到各種情況下的平衡速度。
2. 疊加模型
疊加人體模型歷年來在高考中頻頻出現。 一般需要解決它們之間的摩擦力、相對滑動距離、摩擦生熱、多次動作后的速度變化等。另外,廣義的疊加體模型可以有很多變化,涉及的問題也比較多。
疊加模型變化較多,解決問題時往往需要綜合分析。 以下兩種典型情況和結論需要記憶并靈活運用。
1、疊放的長方體塊A、B在光滑的水平面上勻速運動或在光滑的斜面上自由釋放然后變速運動時(如下圖所示),不存在摩擦力A 和 B 之間。
2、如下圖所示,一對滑動摩擦所做的總功一定是負值。 其絕對值等于摩擦力乘以相對滑動的總距離或等于摩擦產生的熱量。 與單個物體的位移無關,即Q摩擦力=f·s相。
示例2 將質量為M 的均勻木塊放置在光滑的水平表面上。 木塊左右兩側都有一名射手拿著一模一樣的步槍和子彈。 首先,左邊的射手開火,子彈水平穿透木塊的最大深度為d1。 然后右邊的射手開火,子彈水平穿透木塊的最大深度為d2,如下圖所示。 假設兩顆子彈都沒有擊穿木塊,并且兩顆子彈與木塊之間的力相同。 當兩顆子彈相對于木塊靜止時,下列說法正確的是( )
A.最后,木塊靜止,d1=d2
B、最后木塊向右移動斜面靜摩擦力公式,d1