高考物理(全国通用)专题总复习课件：七大提分策略策略三
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第二篇 七大提分策略
策略三 物理问题模型化
在研究实际问题时，如果不加分析地把所有因素全部考虑进去，将会 增加研究问题的难度，甚至无法研究.因此，为了描述物体的运动规律， 我们必须抓住主要因素，舍弃次要因素；把握必然联系，排除偶然联系； 透过表面现象，揭示内在本质.把复杂的物理问题简单化，具体的物理问 题理想化，建立起能体现客观事物本质特征的抽象的物理模型.
解析 答案
这是一道信息题，在给出大量的信息中，通过高中的物理知识将这些信 息联系起来，寻找它们之间的关系的表达式，就是一种“建模”能力.这种 信息题型，它不是已有的物理试题，这种试题要求有一种从信息中抽象 出信息内在联系网络的能力.
[附] 高中物理常见模型 模型一 连接体 是指运动中几个物体或叠放在一起、或并排挤放在一起、或用细绳、细 杆联系在一起的物体组.解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法. 整体法：指连接体内的物体间无相对运动时，可以把物体组作为整体， 对整体用牛顿第二定律列方程. 隔离法：指在需要求连接体内各部分间的相互作用(如求相互间的压力或 相互间的摩擦力等)时，把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法. 连接体的圆周运动：两球有相同的角速度；两球构成的系统机械能守恒( 单个球机械能不守恒).
部分被残片带走外，还有一部分能量E′通过其他方式散失(不考虑坠落过程
中化学反应的能量).
(1)试导出以下列各物理量的符号表示散失能量E′的公式；
答案 见解析
解析 答案
(2)算出E′的数值(结果保留两位有效数字).
轨道离地面的高度为h ＝146
km ；坠落开始时空间站的质量M ＝
1.17 × 10 5 kg ；地球半径R e＝6.4× 10 6 m ；坠落空间范围内重力加速 度可看做g ＝10 m /s2；每销毁1 kg 空间站物质需能量为λ＝3.24 × 10 7
滑导轨，导轨的水平部分足够长并有竖直向上的匀
强磁场B穿过，当质量为m 的金属杆JK从高处自由滑
落时，如果JK始终不会与放在水平导轨上的质量为
图2
m 的PQ 相碰，求JK和PQ 最后的运动速度v.
解析 答案
3.把一个实际问题按照题目中的提示归为某种物理模型问题进行处理 有些应用题联系科技实际，或是联系生活，文字描述较多，因此从中分析 出物理情境是关键. 例3 “和平号”空间站已于2001 年3 月23 日成功地坠落在南太平洋海域，坠 落过程可简化为从一个近圆轨道(可近似看做圆轨道)开始，由于与大气摩 擦，空间站的绝大部分经过升温、熔化，最后汽化而销毁，剩下的残片坠 入大海，此过程中，空间站原来的机械能中，除一部分能量用于销毁和一
传送带以速度v顺时针匀速运动，物块从传送带左端无初速释放.从两个视
角剖析：力与运动情况的分析、能量转化情况的分析. 水平传送带(如图5)：
图5
运动情况
先匀加速后匀速 匀加速到右端刚好共速 一直匀加速到右端
物块末速度(v1 )
V
V
历时(t)
＋
或
或
留下痕迹(l)
摩擦生热(Q )
条件
·v － ＝
μmgl <v
从解题的角度看，分析问题解决问题的过程实际上就是一个建立物理 模型的过程，这里面难点是从题目所描述的情景中通过抽象、理想化、简 化或类比等方法形成物理模型，与熟悉的物理模型比较找到解题的方法.
1.利用结构相似类比来建模
两个相似的事物往往会有相似的结构，抓住两个不同事物的结构进行类
比，往往可以直接得出结论，这种类比称为结构
模型二 子弹打木块 子弹击穿木块时，两者速度不相等；子弹未击穿木块时，两者速度相等. 临界情况是：当子弹从木块一端到达另一端，相对木块运动的位移等于 木块长度时，两者速度相等.实际上子弹打木块就是一动一静的完全非弹 性碰撞.
设质量为m 的子弹以初速度v0射向静止在光滑水平面上的质量为M 的木块 ，子弹钻入木块深度为d . m v0＝(M ＋m )v
图4
1.运动情景
①对m ：匀减速直线运动 ②对M ：匀加速直线运动 ③对整体：m 相对M 运动，最终相对静止
2.动量关系
①对m ：－μmgt＝m v－m v0 ②对M ：μmgt＝M v ③对整体：m v0＝(M ＋m )v
4.临界条件
速度相等时，相对位移的大小等于长木板长度，m 恰好不滑下.
模型四 传送带
从能量的角度看，该过程系统损失的动能全部转化为系统的内能.
设平均阻力大小为f，设子弹、木块的 位移大小分别为s1、s2，如图3 所示.
图3
模型三 滑块 在动量问题中我们常常遇到这样一类问题，如滑块与滑块相互作用，滑块 与长木板相互作用，滑块与挡板相互作用，子弹射入滑块等，或在此基础 上加上弹簧或斜面等，这些问题中都涉及到滑块，故称之为“滑块模型”， 此模型和子弹打木块基本相似.如图4.
传送带形式(如图6 为一部分常见的传送带模型)
①水平、倾斜和组合三种：倾斜传送带模型要分析mg sin θ与Ff的大小与方
向
②按转向分顺时针、逆时针转两种； ③按运动状态分匀速、变速两种.
vt－L
μmg (vt－L) ＝v
vt－L不超过 (2L＋2πR ) μmg (vt－L)
>v
功能关系
①传送带做的功：W F＝F·s带 功率P＝F·v带(F由传送带受力平衡求得) ②产生的内能：Q ＝Ff·s相对 ③如物体无初速放在水平传送带(足够长)上，则物体获得的动能Ek、摩擦生 热Q 有如下关系：Ek＝Q ＝ m v传2 .
J；入海残片的质量m ＝1.2×10 4 kg ；入海残片的温度升高ΔT ＝3 000
K ；入海残片的入海速度为声速v＝340 m/ s；空间站材料每1 kg 升温1
K 平均所需能量c＝1.0× 10 3 J.
答案 见解析
解析 将题设中的数据代入散失能量E′的表达式后得E′≈5.6× 10 11 J.
相似类比.
Βιβλιοθήκη Baidu
例1 如图1 所示，平板小车上固定一只杯子，杯
内存有一定量的水，求小车以加速度a向前匀加速
运动时，杯内液面稳定后与水平方向所成的夹角θ.
图1
解析 答案
2.利用过程相似类比来建模
如果两个事件的动态过程相似，那么，研究一事件的动态过程可以认识
另一事件的动态变化，这种类比称为过程相似类比.
例2 如图2 所示，abc 和a′b ′c′为平行放置的光
策略三 物理问题模型化
在研究实际问题时，如果不加分析地把所有因素全部考虑进去，将会 增加研究问题的难度，甚至无法研究.因此，为了描述物体的运动规律， 我们必须抓住主要因素，舍弃次要因素；把握必然联系，排除偶然联系； 透过表面现象，揭示内在本质.把复杂的物理问题简单化，具体的物理问 题理想化，建立起能体现客观事物本质特征的抽象的物理模型.
解析 答案
这是一道信息题，在给出大量的信息中，通过高中的物理知识将这些信 息联系起来，寻找它们之间的关系的表达式，就是一种“建模”能力.这种 信息题型，它不是已有的物理试题，这种试题要求有一种从信息中抽象 出信息内在联系网络的能力.
[附] 高中物理常见模型 模型一 连接体 是指运动中几个物体或叠放在一起、或并排挤放在一起、或用细绳、细 杆联系在一起的物体组.解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法. 整体法：指连接体内的物体间无相对运动时，可以把物体组作为整体， 对整体用牛顿第二定律列方程. 隔离法：指在需要求连接体内各部分间的相互作用(如求相互间的压力或 相互间的摩擦力等)时，把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法. 连接体的圆周运动：两球有相同的角速度；两球构成的系统机械能守恒( 单个球机械能不守恒).
部分被残片带走外，还有一部分能量E′通过其他方式散失(不考虑坠落过程
中化学反应的能量).
(1)试导出以下列各物理量的符号表示散失能量E′的公式；
答案 见解析
解析 答案
(2)算出E′的数值(结果保留两位有效数字).
轨道离地面的高度为h ＝146
km ；坠落开始时空间站的质量M ＝
1.17 × 10 5 kg ；地球半径R e＝6.4× 10 6 m ；坠落空间范围内重力加速 度可看做g ＝10 m /s2；每销毁1 kg 空间站物质需能量为λ＝3.24 × 10 7
滑导轨，导轨的水平部分足够长并有竖直向上的匀
强磁场B穿过，当质量为m 的金属杆JK从高处自由滑
落时，如果JK始终不会与放在水平导轨上的质量为
图2
m 的PQ 相碰，求JK和PQ 最后的运动速度v.
解析 答案
3.把一个实际问题按照题目中的提示归为某种物理模型问题进行处理 有些应用题联系科技实际，或是联系生活，文字描述较多，因此从中分析 出物理情境是关键. 例3 “和平号”空间站已于2001 年3 月23 日成功地坠落在南太平洋海域，坠 落过程可简化为从一个近圆轨道(可近似看做圆轨道)开始，由于与大气摩 擦，空间站的绝大部分经过升温、熔化，最后汽化而销毁，剩下的残片坠 入大海，此过程中，空间站原来的机械能中，除一部分能量用于销毁和一
传送带以速度v顺时针匀速运动，物块从传送带左端无初速释放.从两个视
角剖析：力与运动情况的分析、能量转化情况的分析. 水平传送带(如图5)：
图5
运动情况
先匀加速后匀速 匀加速到右端刚好共速 一直匀加速到右端
物块末速度(v1 )
V
V
历时(t)
＋
或
或
留下痕迹(l)
摩擦生热(Q )
条件
·v － ＝
μmgl <v
从解题的角度看，分析问题解决问题的过程实际上就是一个建立物理 模型的过程，这里面难点是从题目所描述的情景中通过抽象、理想化、简 化或类比等方法形成物理模型，与熟悉的物理模型比较找到解题的方法.
1.利用结构相似类比来建模
两个相似的事物往往会有相似的结构，抓住两个不同事物的结构进行类
比，往往可以直接得出结论，这种类比称为结构
模型二 子弹打木块 子弹击穿木块时，两者速度不相等；子弹未击穿木块时，两者速度相等. 临界情况是：当子弹从木块一端到达另一端，相对木块运动的位移等于 木块长度时，两者速度相等.实际上子弹打木块就是一动一静的完全非弹 性碰撞.
设质量为m 的子弹以初速度v0射向静止在光滑水平面上的质量为M 的木块 ，子弹钻入木块深度为d . m v0＝(M ＋m )v
图4
1.运动情景
①对m ：匀减速直线运动 ②对M ：匀加速直线运动 ③对整体：m 相对M 运动，最终相对静止
2.动量关系
①对m ：－μmgt＝m v－m v0 ②对M ：μmgt＝M v ③对整体：m v0＝(M ＋m )v
4.临界条件
速度相等时，相对位移的大小等于长木板长度，m 恰好不滑下.
模型四 传送带
从能量的角度看，该过程系统损失的动能全部转化为系统的内能.
设平均阻力大小为f，设子弹、木块的 位移大小分别为s1、s2，如图3 所示.
图3
模型三 滑块 在动量问题中我们常常遇到这样一类问题，如滑块与滑块相互作用，滑块 与长木板相互作用，滑块与挡板相互作用，子弹射入滑块等，或在此基础 上加上弹簧或斜面等，这些问题中都涉及到滑块，故称之为“滑块模型”， 此模型和子弹打木块基本相似.如图4.
传送带形式(如图6 为一部分常见的传送带模型)
①水平、倾斜和组合三种：倾斜传送带模型要分析mg sin θ与Ff的大小与方
向
②按转向分顺时针、逆时针转两种； ③按运动状态分匀速、变速两种.
vt－L
μmg (vt－L) ＝v
vt－L不超过 (2L＋2πR ) μmg (vt－L)
>v
功能关系
①传送带做的功：W F＝F·s带 功率P＝F·v带(F由传送带受力平衡求得) ②产生的内能：Q ＝Ff·s相对 ③如物体无初速放在水平传送带(足够长)上，则物体获得的动能Ek、摩擦生 热Q 有如下关系：Ek＝Q ＝ m v传2 .
J；入海残片的质量m ＝1.2×10 4 kg ；入海残片的温度升高ΔT ＝3 000
K ；入海残片的入海速度为声速v＝340 m/ s；空间站材料每1 kg 升温1
K 平均所需能量c＝1.0× 10 3 J.
答案 见解析
解析 将题设中的数据代入散失能量E′的表达式后得E′≈5.6× 10 11 J.
相似类比.
Βιβλιοθήκη Baidu
例1 如图1 所示，平板小车上固定一只杯子，杯
内存有一定量的水，求小车以加速度a向前匀加速
运动时，杯内液面稳定后与水平方向所成的夹角θ.
图1
解析 答案
2.利用过程相似类比来建模
如果两个事件的动态过程相似，那么，研究一事件的动态过程可以认识
另一事件的动态变化，这种类比称为过程相似类比.
例2 如图2 所示，abc 和a′b ′c′为平行放置的光