高中物理常见十种模型课件

(2 分) (1 分)
x1＝12a1t21＝5 m＜L，
即下滑 5 m 与传送带速度相等．
(2 分)
达到 v0 后，受到向上的摩擦力，由于 μ＜tan 37°，煤块仍将 加速下滑，如图乙，
a2＝g(sin θ－μcos θ)＝2 m/s2， x2＝L－x1＝5.25 m，
(2 分) (1 分)
x2＝v0t2＋12a2t22，
Fcos α＋F1sin 37°＝F2
Fsin α＋F1cos 37°＝G
代入数据解得：F＝5 N，α＝53°
甲
即杆对小球的作用力大小约为 5 N，方向与水平方向
成 53°角斜向右上方．
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(2)弹簧对小球向右推时：
小球受力如图乙所示：
由平衡条件得：
Fcos α＋F1sin 37°＋F2＝0
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[审题点睛] (1)煤块刚放上时，判断摩擦力的 方向，计算 加 速度． (2)判断煤块能否达到与传送带速度 相等，若不 能，煤 块 从
A→B加速度不变，若能，则要进一步判断煤块能否相对传送
带滑动．
(3)达到相同速度后，若煤块不再滑 动，则匀速 运动到B点，
形成的痕迹长度等于传送带和煤 块 对地的位移之差．煤块若
Fsin
α＋F1cos
37°＝G
代入数据解得：
乙
F＝15.5 N，α＝π－arctan145.
即杆对小球的作用力大小约为 15.5 N，方向与水平方向
成 arctan145斜向左上方． [答案] 见解析
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[建模感悟] 弹簧与橡皮筋的弹力特点
(1)弹簧与橡皮筋产生的弹力遵循胡克定律F＝kx.
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物理模型——“滑块——滑板”模型的分析 1．模型特点：上、下叠放两个物体，并且两物体在摩擦力的 相互作用下发生相对滑动． 2．模型分析 解此类题的基本思路： (1)分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出 滑块和木板的加速度； (2)对滑块和木板进行运动情况分析，找出滑块和木板之间的 位移关系或速度关系，建立方程．特别注意滑块和木板的位 移都是相对地面的位移．
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(18分)(2015·四川成都七中开学考试) 如图所示，传送带与地面倾角θ＝37°，从 A到B长度为L＝10.25 m，传送带以v0＝ 10 m/s的速率逆时针转动．在传送带上端A无 初速地放一个质量为m＝0.5 kg的黑色煤块，它与传送带之 间的动摩擦因数为μ＝0.5.煤块在传送带上经过会留下黑色痕 迹．已知sin 37°＝0.6，g＝10 m/s2，求： (1)煤块从A到B的时间； (2)煤块从A到B的过程中传送带上形成痕迹的长度．
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[审题点睛] 轻绳的弹力方向一定沿绳收缩方向，具有唯一 性，轻弹簧弹力沿弹簧轴线，方向有两种可能．固定轻杆的 弹力方向，具有多种可能性．因此应分两种情况确定轻杆对 小球的作用力大小和方向．
[解析] (1)弹簧对小球向左拉时：设杆的弹力大小为 F，与
水平方向的夹角为 α，小球受力如图甲所示． 由平衡条件知：
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2．建模指导 传送带模型问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题． (1)水平传送带问题：求解的关键在于对物体所受的摩擦力进 行正确的分析判断．根据物体与传送带的相对速度方向判断 摩擦力方向．两者速度相等是摩擦力突变的临界条件． (2)倾斜传送带问题：求解的关键在于认真分析物体与传送带 的相对运动情况，从而确定其是否受到滑动摩擦力作用．如 果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向，然后根 据物体的受力情况确定物体的运动情况．当物体速度与传送 带速度相等时，物体所受的摩擦力有可能发生突变．
(2 分)
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得 t2＝0.5 s，(2 分) 则煤块从 A 到 B 的时间为 t＝t1＋t2＝1.5 s．(1 分)
甲
乙
(2)第一过程痕迹长 Δx1＝v0t1－12a1t21＝5 m，(2 分)
第二过程痕迹长 Δx2＝x2－v0t2＝0.25 m，(2 分) Δx1 与 Δx2 部分重合，故痕迹总长为 5 m．(1 分)
相对传送带滑动，之后将以另一加速度运动 到B 点，形成 的
痕迹与上段留下的痕迹重合，最后结果取两次痕迹长者．
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[规范解答]—————————该得的分一分不丢！
(1)煤块刚放上时，受到向下的摩擦力，如图甲，其加速度为
a1＝g(sin θ＋μcos θ)＝10 m/s2， t1＝va01＝1 s，
[答案] (1)1.5 s (2)5 m
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[总结提升] 解答传送带问题应注意的事项 (1)水平传送带上物体的运动情况取决于物体的受力情况，即 物体所受摩擦力的情况． (2)倾斜传送带问题，一定要比较斜面倾角与动摩擦因数的大 小关系． (3)传送带上物体的运动情况可按下列思路判定：相对运动→ 摩擦力方向→加速度方向→速度变化情况→共速，并且明确 摩擦力发生突变的时刻是 v 物＝v 传．
高中物理常见十种模型
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物理模型——轻杆、轻绳、轻弹簧模型
三种模型
轻杆
轻绳
轻弹簧
模型图示
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三种模型
轻杆
轻绳
轻弹簧
形变特点
只能发生微 小形变
柔软，只能 发生微小形 变，各处张 力大小相等
既可伸长， 也可压缩， 各处弹力大 小相等
模 型 方向特点 特 点
作用效果 特点
不一定沿杆， 只能沿绳，
(2)橡皮筋、弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等． (3)弹簧既能受拉力，也能受压力(沿弹簧轴线)，而橡皮筋只 能受拉力作用． (4)弹簧和橡皮筋中的弹力均不能突变，但当将弹簧或橡皮筋 剪断时，其弹力立即消失．
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物理模型——传送带模型中的动力学问题 1．模型特征 一个物体以速度v0(v0≥0)在另一个匀速运动的物体上开始运动 的力学系统可看做“传送带”模型，如图甲、乙、丙所示．
可以是任意 指向绳收缩
方向
的方向Βιβλιοθήκη Baidu
可提供拉力、 只能提供拉
推力
力
一定沿弹簧 轴线，与形 变方向相反
可以提供拉 力、推力
大小突变 可以发生突
特点
变
可以发生突 变
一般不能发 生突变
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如图所示，水平轻杆的一端固定在墙上，轻绳 与竖直方向的夹角为37°，小球的重力为12 N，轻绳 的拉力 为10 N，水平轻弹簧的弹力为9 N，求轻杆对小球的作用 力．