高考物理一轮复习 小专题 动力学中常考的物理模型教案（含解析）沪科版.doc

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1、第5课时　(小专题)动力学中常考的物理模型　　　　　　　　　　　　　　　　　　物理问题依赖于一定的物理模型，中学阶段涉及的物理模型众多，其中动力学中比较典型的有斜面模型、等时圆模型、传送带模型和滑块——滑板模型等，一般情况下，熟练地运用牛顿第二定律处理这些模型背景下的物理问题，是我们能力的体现。模型一　斜面模型1．模型特征物理中的斜面，通常不是题目的主体，而只是一个载体，即处于斜面上的物体通常才是真正的主体，斜面既可能光滑，也可以粗糙；既可能固定，也可以运动。2．思维模板→→【典例1】　(2014·全国大纲卷，19)一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动，当物块的初速度为v时，上升的最大高度为H，如图

2、1所示；当物块的初速度为时，上升的最大高度记为h。重力加速度大小为g。物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为(　　)图1A．tanθ和B．(－1)tanθ和C．tanθ和D．(－1)tanθ和解析　设物块与斜坡间的动摩擦因数为μ，则物块沿斜坡上滑时：mgsinθ＋μmgcosθ＝ma①加速度大小a＝μgcosθ＋gsinθ②当物块的初速度为v时，由运动学公式知v2＝2a③当物块的初速度为时，由运动学公式知()2＝2a④由③④两式得h＝由①③两式得μ＝(－1)tanθ。答案　D【变式训练】1．为了使雨滴能尽快地淌离房顶，要设计好房顶的高度，设雨滴沿房顶下淌时做无初速度无摩擦的运动，那么如图所示的四种

3、情况中符合要求的是(　　)解析　设屋檐的底角为θ，底边长为2L(不变)。雨滴做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得加速度a＝＝gsinθ，位移大小s＝at2，而s＝，2sinθcosθ＝sin2θ，联立以上各式得t＝。当θ＝45°时，sin2θ＝1为最大值，时间t最短，故选项C正确。答案　C模型二　等时圆模型1．模型特征　图2(1)质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到环的最低点所用时间相等，如图2甲所示；(2)质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到下端所用时间相等，如图2乙所示；(3)两个竖直圆环相切且两环的竖直直径均过切点，质点沿不同的光滑弦上端由静止开始滑

4、到下端所用时间相等，如图2丙所示。2．思维模板【典例2】　如图3所示，在倾角为θ的斜面上方的A点处旋转一光滑的木板AB，B端刚好在斜面上，木板与竖直方向AC所成角度为α，一小物块由A端沿木板由静止滑下，要使物块滑到斜面的时间最短，则α与θ的角的大小关系(　　)图3A．α＝θB．α＝C．α＝2θD．α＝解析　如图所示，在竖直线AC上选取一点O，以适当的长度为半径画圆，使该圆过A点，且与斜面相切于D点。由等时圆模型的特点知，由A点沿斜面滑到D点所用时间比由A点到达斜面上其他各点所用时间都短。将木板下端与D点重合即可，而∠COD＝θ，则α＝。答案　B【变式训练】2．如图4所示，光滑细杆BC、DC和A

5、C构成矩形ABCD的两邻边和对角线，AC∶BC∶DC＝5∶4∶3，AC杆竖直，各杆上分别套有一质点小球a、b、d，a、b、d三小球的质量比为1∶2∶3，现让三小球同时从各杆的顶点由静止释放，不计空气阻力，则a、b、d三小球在各杆上滑行的时间之比为(　　)图4A．1∶1∶1B．5∶4∶3C．5∶8∶9D．1∶2∶3解析　由题可知A、B、C、D恰好在以AC为直径的圆上，且C为最低点，由等时圆知识可知三小球在杆上运行时间相等，A对。答案　A模型三　传送带模型1．模型特征(1)水平传送带模型项目图示滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景2(1)v0>v时，可能一直减速，也

6、可能先减速再匀速(2)v0v返回时速度为v，当v0

7、P离开传送带。不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长。正确描述小物体P速度随时间变化的图像可能是(　　)图5解析　设P与传送带之间的滑动摩擦力为f，绳子的拉力为T，P物体的运动图像可能为(1)v1＝v2且f≥T时，P从右端离开，如图甲所示；(2)v2v1①若T>f，先以a1＝减速运动，再以a2＝减速运动，减