常见物理模型

1、关于常见的物理模型第一张，PPT共二十四页，创作于2022年6月轻弹簧模型 （一）特点：1、质量不计，既能承受拉力也能承受压力；2、内部弹力处处相等；3、当弹簧与物体相连接时，弹簧的形变和由形变产生的弹力不会发生突变。第二张，PPT共二十四页，创作于2022年6月1、连体问题几个特殊状态压缩至最短：弹性势能最大；动能最小；弹力最大。恢复至原长：弹性势能为0；动能最大；弹力为0拉伸至最长：弹性势能最大；动能最小；弹力最大。第三张，PPT共二十四页，创作于2022年6月例2 一个劲度系数为K=800N/m的轻弹簧，两端分别连接着质量均为m=12kg物体A和B，将它们竖直静止地放在水平地面上，如图所

2、示。施加一竖直向上的变力F在物体A上，使物体A从静止开始向上做匀加速运动，当t=0.4s时物体B刚离开地面（设整个匀加速过程弹簧都处于弹性限度内，取g=10m/s2）.求：（1）此过程中物体A的加速度的大小。 （2）此过程中所加外力F所做的功。第四张，PPT共二十四页，创作于2022年6月解：（1）开始时弹簧被压缩X1，对A：KX1=mAg B刚要离开地面时弹簧伸长X2，对B：KX2=mBg 又mA=mB=m 代入得：X1=X2整个过程A上升：S=X1+X2=2mg/K=0.3m根据运动学公式： 物体A的加速度：第五张，PPT共二十四页，创作于2022年6月（2）设A末速度为Vt 则由：得：X

3、1=X2 此过程初、末位置弹簧的弹性势能不变，弹簧的弹力做功为零。设此过程中所加外力F做功为W，根据动能定理： 第六张，PPT共二十四页，创作于2022年6月一、子弹打木块模型两种常见类型：木块放在光滑的水平面上，子弹以初速度v0射击木块。运动性质：子弹在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动；木块在滑动摩擦力作用下做匀加速运动。图象描述：从子弹击中木块时刻开始，在同一个vt坐标中，两者的速度图线如下图中甲（子弹停留在木块中）或乙（子弹穿出木块）vv00tvv00t甲：子弹嵌在木块中乙：子弹穿出木块第七张，PPT共二十四页，创作于2022年6月方法：把子弹和木块看成一个系统，利用A：系统水平方向动量

4、守恒；mvo=(m+M)v（嵌入）或mvo=mv1+Mv2（穿出）B：系统的能量守恒（机械能不守恒）； 系统损失的机械能等于阻力乘以相对位移，即C：对木块和子弹分别利用动能定理。第八张，PPT共二十四页，创作于2022年6月如图X子x木V0V1V2S相对X子x木V0VS相对第九张，PPT共二十四页，创作于2022年6月如图1所示，一个长为L、质量为M的长方形木块，静止在光滑水平面上，一个质量为m的物块（可视为质点），以水平初速度v0从木块的左端滑向右端，设物块与木块间的动摩擦因数为 ，当物块与木块达到相对静止时，物块仍在长木块上，求系统机械能转化成内能的量Q。Mmv0第十张，PPT共二十四页，

5、创作于2022年6月又如图1所示的子弹、木块系统，当子弹打入木块时，由于从子弹打入到与木块相对静止的时间很短，弹簧并未发生形变，此过程外力（弹力）比内力（子弹对木块的作用力）小得多，故可认为子弹和木块组成的系统动量守恒。图1第十一张，PPT共二十四页，创作于2022年6月如图4所示，质量分别为M1=0.99kg和M2=1kg 的木块静置在光滑的水平地面上。两木块间夹一轻质弹簧，一粒质量为m=10g的子弹以v0=100m/s的速度打入木块M1中，当子弹在木块M1中相对静止的瞬间。求：（1）木块M1的速度大小。（2）弹簧被压缩到最短瞬间木块M2的速度。（3）弹簧最大的弹性势能。V0图4M2M1第十

6、二张，PPT共二十四页，创作于2022年6月解析（1）子弹打入木块瞬间，内力远大于弹簧对M1的作用力，子弹和M1系统动量守恒： mv0=(m+M)v1 得v1=1m/s(2)在弹簧被压缩到最短的过程中，子弹和两木块组成的系统在水平方向上没有受到其它外力作用，三物体及弹簧组成的系统动量守恒： (M1+m)v1=(M1+M2+m)v2 得v2=0.5m/s(3)子弹被压缩到最短时弹簧有最大的弹性势能,子弹进入木块并相对木块静止后到将弹簧压缩到最短过程中机械能守恒(注意：整个过程机械能并不守恒，子弹射入木块过程有机械能损失)。设最大弹性势能为Ep Ep=解得 Ep=0.25JV0图4M2M1第十三张

7、，PPT共二十四页，创作于2022年6月练习：肇庆二模35题、深圳二模36题第十四张，PPT共二十四页，创作于2022年6月二、传送带模型传送带问题是高中物理中常见的题型。它牵涉到运动学，牛顿运动定律和能量动量等知识，由于物块在传送带上滑动，既有对地位移，又有相对传送带运动，形成了学习的难点。 第十五张，PPT共二十四页，创作于2022年6月常用方法1、受力和运动分析：受力分析中关键是注意摩擦力突变（大小、方向）发生在V物与V带相同的时刻；运动分析中关键是相对运动的速度大小与方向的变化物体和传送带对地速度的大小与方向比较。2、二是功能分析：注意功能关系：WF=EK+EP+Q，式中WF为传送带做

8、的功：WF=FS带 （F由传送带受力情况求得），EK、EP为传送带上物体的动能、重力势能的变化，Q是由于摩擦产生的内能： Q=fS相对。 第十六张，PPT共二十四页，创作于2022年6月一、水平放置运行的传送带 处理水平放置的传送带问题，首先是要对放在传送带上的物体进行受力分析，分清物体所受摩擦力是阻力还是动力；其二是对物体进行运动状态分析，即对静态动态终态进行分析和判断，对其全过程作出合理分析、推论，进而采用有关物理规律求解.第十七张，PPT共二十四页，创作于2022年6月水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，用于对旅客的行李进行了安全检查。图1为一水平传送带装置示意图，绷紧的传送带AB始终

9、保持v1m/s的恒定速率运行，一质量为m4kg的行李无初速地放在A处，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。设行李与传送带间的动摩擦因数0.1，AB间的距离L2m，g取10m/s2。江苏高考第十八张，PPT共二十四页，创作于2022年6月（1）求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小；（2）求行李做匀加速直线运动的时间；（3）如果提高传送带的运行速率，行李就能被较快地传送到B处。求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。分析（1）开始运动时滑动摩擦力 Fmg 由牛顿第二定律得a F /m= g=（2）设行李

10、做匀加速运动的时间为t，行李加速运动的末速度为v1ms。则 vat , t=v/a=（3）行李从A匀加速运动到B时，传送时间最短。则Lat2min/2 vmin=atmin/2第十九张，PPT共二十四页，创作于2022年6月二、倾斜放置运行的传送带处理这类问题，同样是先对物体进行受力分析，再判断摩擦力的大小与方向，这类问题特别要注意：若传送带匀速运行，则不管物体的运动状态如何，物体与传送带间的摩擦力不会消失BAm第二十张，PPT共二十四页，创作于2022年6月例1 如图2所示，传送带与地面倾角370，从到长度为16m，传送带以10m/s的速率逆时针转动.在传送带上端无初速地放一个质量为0.5k

11、g的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5. 求物体从运动到所需时间是多少.（sin3700.6） 分析与解：物体放到传送带上后,开始阶段,由于传送带的速度大于物体的速度, 传送带给物体一沿平行传送带向下的滑动摩擦力,物体受力情况如图3所示以平行于传送带向下为x轴，垂直于传送带向上为y轴.BAmfv mgN图3f第二十一张，PPT共二十四页，创作于2022年6月物体由静止加速，由牛顿第二定律可知sina1 cos0 f 联立得a1g(sincos)=10m/s2 物体加速至与传送带速度相等所需的时间a1t1则1v/a11s再由Sat12/2=1012/25m， 由于tan,即mgcosmgsin,物体在重力作用下将继续作加速运动. 当物体速度大于传送带速度时，传送带给物体一沿平行传送带向上的滑动摩擦力此时物体受力情况如图4所示fv mgN图3f第二十二