高考物理模型解题主要包括以下几种:
1. 运动学中的“追击”问题模型。这种模型可以细化为多种子模型,如同向运动模型、反向运动模型、以及圆周运动中的“相向运动”和“相背运动”等。
2. 动力学中的“滑块-斜面”问题模型。这种模型涉及到摩擦力、相对静止的问题,需要运用牛顿第二定律和运动学公式进行求解。
3. 连接体问题模型。这种模型涉及到多个物体的加速度、速度、位移等问题的综合分析,需要运用牛顿第二定律和运动学的整体法。
4. 临界与极值问题模型。这种模型涉及到速度、位移、加速度等物理量的临界值和极值,需要运用数学方法进行求解。
5. 竖直面内的圆周运动模型。这种模型涉及到绳拉小球、杆拉小球等在竖直面内做圆周运动的问题,需要运用动能定理和向心力公式进行求解。
6. 带电粒子在电场中的运动模型。这种模型涉及到带电粒子在电场中的加速、偏转等问题,需要运用牛顿第二定律、动能定理和电场强度公式进行求解。
此外,还有子弹打木块模型、碰撞问题模型、电磁感应中的能量问题模型等等。通过掌握这些模型,可以更好地解决高考物理题目。
题目:一个质量为 m 的小球通过一轻绳系在一个位于O点的光滑固定小圆环上,圆环半径为 R,现给小球一水平初速度 v0,使小球在圆环内做匀速圆周运动。已知小球在最低点时绳子的张力为 T,求小球在最高点时的速度大小 v。
【分析】
1. 确定运动模型:小球在圆环内做匀速圆周运动,可以将其运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向的两个分运动。
2. 受力分析:在最低点时,绳子的张力 T 等于小球受到的向心力,根据牛顿第二定律可求得绳子的拉力。
【解答】
设小球在最高点时的速度大小为 v,根据动能定理可得:
在最低点时,绳子的张力 T 等于小球受到的向心力,有:
在最高点时,小球受到重力和绳子的拉力作用,有:
联立以上各式可得:
v = √(Rg + 4mgR)
【解释】
这个题目涉及到绳索模型,需要运用牛顿第二定律和动能定理来解决。解题的关键在于正确分析小球的受力情况和运动模型,进而求解速度大小。在这个例子中,我们通过列方程求解得到了小球在最高点时的速度大小 v。