高中物理模型編排P2-4《吊墜》模型（光桿、光繩、光彈簧模型、滑輪模型、平衡問題、死結和滑結問題，采用正交分解法、圖解法、三角法則和極值法） P4 -7 含彈簧的物理模型（彈簧、橡皮繩（拉伸）） P7-12 追逐與遭遇模型（運動規律、關鍵問題、數學方法（函數極值法、圖像法等）和物理方法方法（參考對象變換法、守恒法）等） P13 制動模型 P13-17 “斜面”模型（運動定律、三定律） P17-20 “皮帶”模型（“輸送帶”模型）（摩擦力、牛頓力） P20-22“滑板”模型 P22-27“平投”模型（平投、斜投、平投關鍵問題、多體平投） （運動的合成與分解、牛頓運動定律、動能定理（類似于平拋運動）） P27-29 “平拋+斜面”模型 P29-32 類平拋問題 P33-34 圓周運動基礎知識（相關物理量、向心力） P35-38《水平平面圓周運動》模型（用極限法分析圓周運動的關鍵問題）（向心力來源、實例） P39-40《垂直平面圓周運動》《圓周運動》 》模型（光繩、光桿、光彈簧三段的異同、通過最高點的臨界條件、圓周運動的動力學和功能問題） P41-47 圓周運動題組 P48-53 《行星》模型（相關物理量：半徑、速度、角速度、周期）（軌道變化問題、雙星模型） P53-55 《子彈擊木塊》模型（三定律、摩擦生熱、臨界問題） P 56 《載人船》模型 P56-57 《彈性碰撞》和《非彈性碰撞》模型（動量守恒定律、能量守恒定律） P58-59 含有彈簧的類碰撞問題模型 P60-64 《電路的動態變化》 》模型（串并聯電路定律、電能、電功率、閉路歐姆定律、判斷方法及變壓器三約束（電壓、電流、電功率） P64- 65 含有電容器的電路分析方法 P66-85 《電阻測量》模型（兩腳、儀表讀數、伏安電阻測量、金屬電阻率測量、伏安特性曲線繪制）（電路設計、內外連接方法、限流型分壓連接方法的應用）P85 -91“測量電源的電動勢和內阻”模型（電路設計、閉路歐姆定律、圖像） P91-105“電場”模型（電場力、電勢能、電勢差、電勢）等基本概念、典型電場） P105-111“帶電粒子在磁場中的圓周運動”模型（確定中心半徑的方法） P111-123“復合場”模型（平衡與偏轉、圓周運動、力和能量問題） P124-127 “多過程”模型（直線運動、平拋運動、圓周運動、力和能量問題） P128-13 7 “電磁感應”模型（法拉第電磁感應定律、圖像） P137- 143 電磁感應中的電路與圖像問題 P144-150 《導棒切割磁力線》模型（電磁感應中的動力學與能量問題）（平面導軌、斜面導軌、垂直導軌等，加工角度為機械角和電角、電角以及力和能量角）P150-155“交流電”模型（圖像法。
焦耳定律、歐姆閉路定律、能量問題） P155-161 變壓器、電能傳輸 P161-167 “對稱”模型（電場、磁場和電磁感應現象的對稱性和多重解） 2 “懸垂”模型【概述】該模型一般由燈繩（燈桿）和塊模型組成，可分為靜態和動態兩類。常出現在選擇題和計算題中。 【特點】 靜態模型的受力情況滿足共點力F0的平衡條件，動態模型滿足牛頓第二定律Fma。 【解題】分析兩種不同模型的關鍵是掌握物體的受力分析，然后結合平衡條件或牛頓定律。同時，應根據具體問題，采用正交分解法、圖解法、三角法則、極值法等不同方法進行具體分析。 △光繩、光棒、光彈簧的彈性比較（后面會提到彈簧相關的話題） 1、光繩的拉力必須是沿著繩子的方向，指向繩子收縮的方向。輕繩上的張力可能會突然變化。當由輕繩連接的系統受到輕繩碰撞或撞擊時，系統的機械能就會損失。 2、集光棒上的力不一定是沿著集光棒的方向。 3、輕質彈簧可以被壓縮或拉伸，其彈力與彈簧的伸長或縮短量有關。 ①輕彈簧上的力處處相等，其方向與彈簧變形方向相反； ②彈力的大小為Fkx（胡克定律），其中k為彈簧的剛度系數，x為彈簧的伸長或縮短量。 ；③彈簧的彈力不會突然改變。 △滑輪模型和死結模型問題分析 1、繩子兩端跨越滑輪、光桿、光釘的張力相等。 2、死結模型：如果幾根繩子末端都有“結”，即幾段繩子綁在一起，稱為“死結”，那么這幾段繩子的張力不一定相等。 3、還需要注意的是，輕型固定桿的彈力方向不一定沿著桿的方向。力的方向需要結合平衡方程或牛頓第二定律得到，而輕型活動桿中彈力的方向必須沿著桿的方向。 【例】 1、如圖所示，小車上固定一根彎曲一定角度的彎桿，桿的另一端固定一個質量為m的球。試分析以下兩種情況下光棒對球的彈力。方向：（1）汽車靜止； (2) 小車向右運動，加速度a。
解： (1) 小球處于平衡狀態。根據二力平衡條件，桿對球的彈力方向與重力方向相反，垂直向上。彈力等于球的重力，等于mg。 (2)選擇較小的球作為研究對象。當小車以加速度a向右運動時，球上的重力與桿的彈力之和為 力必定水平向右。此時，彈力F的方向必定指向右上方。這樣才能保證球在垂直方向上保持平衡，并在水平方向上有向右的加速度。假設球上彈力的方向與垂直方向的夾角為θ（如圖所示）。根據牛頓第二定律，有，，。解決辦法是，唐。 32、如圖所示，固定在小車上的支架的斜桿與豎桿之間的夾角為θ。斜桿下端固定有質量為m的小球。下面對桿對球施加的力F進行判斷。其中，正確的是：（D） A.小車靜止時，方向沿桿向上。 B．當汽車靜止時，方向豎桿向上。 C．當小車以加速度a向右移動時，必然有D。當小車以加速度a向左運動時，22F(ma)(mg)，方向為斜左上方，與垂直方向的夾角為α，則atang.3。如圖所示，質量為m的小球，系有輕繩L1和輕彈簧L2。 L1為水平方向，L2與垂直方向的夾角為θ。現在，如果L1突然被切斷，求切斷瞬間球上的合力。
如果組合問題中的L2是一根輕繩，那么當L1被切斷時，球上的合力是多少？ 4、如圖所示，輕繩AD穿過固定在水平梁BC右端的定滑輪，懸掛質量為10kg的物體，∠ACB=30°，g為10m/s2，求：（1）輕繩AC段拉力FAC的大小； (2)橫梁BC在C端的支撐力的大小和方向。分析物體M處于平衡狀態。根據平衡條件，可以判斷與物體連接的輕繩的拉力等于物體的重力。以C點為研究對象，進行受力分析，如圖所示。 (1)圖中，輕繩AD穿過定滑輪，拉動質量為M的物體，該物體處于平衡狀態。繩索AC截面的拉力為：FAC=FCD=Mg=10×10 N=100 N （2）從幾何關系為：FC=FAC=Mg=100 N 方向呈30°角向水平方向傾斜并向右上方傾斜。答案 (1) 100 N (2) 100 N 方向與水平方向成30°角，且向右上方傾斜。 【變化】 1、如圖所示，將一個光滑的半圓形碗固定在水平面上。質量為 m1 的小球通過一根穿過光滑碗的輕繩與大球相連。對象分別是 m2 和 m3。當球保持平衡時，球與碗之間沒有彈力。兩根繩子與水平方向的夾角分別為60°和30°。那么m1、m2、m3的比例為(B)A.1:2:3B。 2: 3:1 C. 2:1:1D。 2:1:34 分析m1上的力，如圖所示：m2g＝30° m3g＝60°，m2＝＝12m1，B正確。 2.在圖10所示的裝置中，兩個物體通過繩索連接到兩個滑輪。質量分別為 m1 和 m2。懸掛點a和b之間的距離遠大于滑輪的直徑。無論有多少摩擦力，整個設備都處于靜止狀態。從圖中可以看出，( ) A. α 必須等于 βB。 m1 必須大于 m2C。 m1 必須小于 2m2D。 m1可能大于2m2 答案AC分析 滑輪兩側繩索的拉力相等，合力垂直向上高中物理電場彈簧，故A正確；滑輪兩側繩索的拉力等于m2g，合力等于m1g。當滑輪兩側的繩索垂直向上時，m2最小，等于m1的一半。由于滑輪兩側的繩子不能垂直向上走，故C正確，B、D錯誤。 【高考題】 1.（2012·廣東科技·16）如圖10所示，兩條等長的燈繩從天花板上垂下一盞日光燈。兩根繩子與垂直方向的夾角為45°。日光燈保持水平，所施加的重力為G，左右繩索所受的拉力為(B) 圖10 A.G與GB.22G與22G C.12G與32GD.12G與12G 分析：根據對稱性，兩根繩子的拉力相等。設其為F。熒光燈處于平衡狀態。由2Fcos 45°=G，可得F=22G，B項正確。含有彈簧的物理模型 【概述】縱觀歷年高考題，與彈簧相關的物理題占了相當大的比例。
高考考生經常使用彈簧作為載體來設計各種試題。此類試題涉及靜力學問題、動力學問題、動量與能量守恒問題、振動問題、泛函問題等，幾乎貫穿整個力學知識體系。很好地考驗了學生的綜合分析能力。 5 【特點】中學物理中的“彈簧”和“橡皮繩”也是理想化模型，具有以下特點：（1）彈力遵循胡克定律F=kx網校頭條，其中x為彈簧的變形量。 (2)輕：即彈簧(或橡皮繩)的重力可視為為零。 (3)彈簧可以同時承受拉力和壓力(沿彈簧軸線)，而橡皮繩只能承受拉力，不能承受壓力。 (4)由于彈簧和橡皮繩受力時變形很大，而且變形需要一段時間才能發生，因此彈簧和橡皮繩中的彈力不能突然變化。然而，當彈簧和橡皮繩被切斷時，它們產生的彈力立即消失。 【解題】胡克定律、牛頓第二定律、動能定理、機械能守恒定律、動量定理、動量守恒定律【例題】1、如圖所示，原始長度為L1和L2，剛度系數是 k1。光彈簧k2和k2從天花板垂直懸掛。兩個彈簧之間有一個質量為m1的物體，底部懸掛著另一個質量為m2的物體。整個裝置處于靜止狀態。求：（1）此時兩個彈簧的總長度。 （2）若有一塊質量為M的平板，將下面的物體緩慢垂直提升，直至兩個彈簧的總長度等于兩個彈簧原來長度之和，求物體對平板的壓力m2此時的平板。分析 (1) 假設上彈簧的彈力為F1高中物理電場彈簧，伸長量為Δx1。下彈簧的彈力為F2，伸長量為Δx2。根據物體的平衡和胡克定律，F1 = (m1 + m2) g，Δx1 = m1+m2gk1F2=m2g，Δx2＝m2gk2 所以兩個彈簧的總長度為L＝L1＋L2＋Δx1＋Δx2＝L1＋L2＋m1＋m2 gk1＋m2gk2。 (2) 為了使兩個彈簧的總長度等于兩個彈簧原來長度之和，上彈簧必須伸長Δx，下彈簧必須縮短Δx。對于m2：FN＝k2Δx+m2g 對于m1：m1g＝k1Δx+k2Δx 求解：FN＝m2g＋k2k1＋k2m1g 根據牛頓第三定律，FN′＝FN＝m2g＋k2k1＋k2m1g 答案 (1)L1＋L2＋m1＋m2gk1＋m2gk2(2)m2g＋k2k1＋ 2.如圖圖中，“Y”形彈弓的頂跨度為L。兩條相同的橡膠條，彈性均勻，自由長度均為L。兩條橡膠條的末端都用了一塊軟羊皮。 （長度不計算在內）可以做成包裹片來發射彈丸。如果橡膠條的彈力滿足胡克定律，剛度系數為k，發射彈丸時每條橡膠條的最大長度為2L（在彈性極限內），則彈丸在發射過程中所受到的最大彈力發射的是( )A ..3kL2C． kLD。 2kL 答案A 分析 當膠條長度最大時，每條膠條上的彈力為kL。假設此時兩條橡膠條之間的夾角為θ，則cosθ2＝2L2-L222L＝154，則兩條橡膠條上的合彈力為θ2=152kL，所以A是正確的。 3、如圖所示，用輕彈簧將質量m=1kg的A、B塊連接起來，固定在空中。彈簧處于其原始長度。 A距地面的高度為h。
