高中物理模型解题.doc

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高中物理模型解题
模型解题归类
一、刹车类问题
匀减速到速度为零即停止运动，加速度a突然消失，求解时要注意确定其实际运动时间。如果问题涉及到最后阶段〔到速度为零〕的运动，可把这个阶段看成反向、初速度为零、加速度不变的竖直半径垂直时，两球刚好能平衡，那么杆对小球的作用力为〔 　〕

2、动态平衡问题：
此类问题都有一个关键词，“使物体缓慢移动……〞，因此物体在移动过程中，任意时刻、任意位置都是平衡的，即合外力为零。分析方法有两类：解析法和图解法，其中图解法又有矢量三角形分析法、动态圆分析法、相似三角形分析法。
〔1〕解析法：
找出所要研究的量〔即某个力〕随着某个量〔通常为某个角〕的变化而变化的函数解析式。通过函数的单调性，研究该量的变化规律。
【题1】如下图，A、B两物体的质量分别为mA、mB，且mA＞mB，整个系统处于静止状态，滑轮的质量和一切摩擦均不计，如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ变化的情况是？
〔2〕图解法〔有三种情况〕：
①矢量三角形分析法：
物体在三个不平行的共点力作用下平衡，这三个力必组成一首尾相接的三角形。 用这个三角形来分析力的变化和大小关系的方法叫矢量三角形法，它有着比平行四边形更简便的优点， 特别在处理变动中的三力问题时能直观的反映出力的变化过程。
【题2】如下图，绳OA、OB等长，A点固定不动，将B 点沿圆弧向C点运动的过程中绳OB中的张力将〔 〕
A、由大变小； B、由小变大 C、先变小后变大 D、先变大后变小
②动态圆分析法：
当处于平衡状态的物体所受的三个力中，某一个力的大小与方向不变，另一个力的大小不变时，可画动态圆分析。
【题3】质量为m的小球系在轻绳的下端,现在小球上施加一个F=mg/2的拉力，使小球偏离原位置并保持静止那么悬线偏离竖直方向的最大角度θ为 。
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③相似三角形分析法：
物体在三个共点力的作用下平衡，条件中涉及的是边长问题，那么由力组成的矢量三角形和由边长组成的几何三角形相似， 利用相似比可以迅速的解力的问题。
【题4】如下图，绳与杆均轻质，承受弹力的最大值一定，A端用铰链固定，滑轮在A点正上方〔滑轮大小及摩擦均可不计〕，B端吊一重物。现施拉力F将B缓慢上拉〔均未断〕，在AB杆到达竖直前〔 〕
A．绳子越来越容易断， B．绳子越来越不容易断，
C．AB杆越来越容易断， D．AB杆越来越不容易断。
【补充】动杆和定杆 活结与死结：
物体的平衡问题中，常常遇到“动杆和定杆 活结与死结〞的问题，我们要明确几个问题：①动杆上的弹力必须沿着杆子的方向，定杆上的弹力可以按需供应；②活结两边的绳子上的张力一定相同，死结两边的绳子上的张力可以不同；③动杆配死结，定杆配活结。
五、瞬时加速度问题
【两种根本模型】
１、刚性绳模型〔细钢丝、细线等〕：认为是一种不发生明显形变即可产生弹力的物体，它的形变的发生和变化过程历时极短，在物体受力情况改变〔如某个力消失〕的瞬间，其形变可随之突变为受力情况改变后的状态所要求的数值。
２、轻弹簧模型〔轻弹簧、橡皮绳、弹性绳等〕：此种形变明显，其形变发生改变需时间较长，在瞬时问题中，其弹力的大小可看成是不变。
【解决此类问题的根本方法】：
(1)分析原状态〔给定状态〕下物体的受力情况，求出各力大小〔假设物体处于平衡状态，那么利用平衡条件；假设处于加速状态那么利用牛顿运动定律〕；
(2)分析当状态变化时〔烧断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等〕，哪些力变化，哪些力不变，哪些力消失〔被剪断的绳或弹簧中的弹力，发生在被撤去物接触面上的弹力都立即消失〕；
图1
B
A
(3)求物体在状态变化后所受的合外力，利用牛顿第二定律 ，求出瞬时加速度。
【题1】如下图，小球 A、B的质量分别 为m 和 2m ，用轻弹簧相连，然后用细线悬挂而静止，在剪断弹簧的瞬间，求 A 和 B 的加速度各为多少？
图3
A
B
C
8题图
【题2】如下图，木块A和B用一弹簧相连，竖直放在木板C上，三者静止于地面，它们的质量比是1:2:3，设所有接触面都是光滑的，当沿水平方向迅速抽出木块C的瞬时，A和B的加速度 aA＝　　　　，aB＝　　　　。
【题3】如图，物体B、C分别连接在轻弹簧两端，将其静置于吊篮A中的水平底板上，A、B、C的质量都是m，重力加速度为g，那么将悬挂吊篮的细线烧断的瞬间，A、B、C的加速度分别为多少？