物理君说
在高中物理中，力学是最重要的内容之一，占分数的35%以上。 而且，以往高考的物理期末题中，也会有与力学相关的题。
解决力学问题时，关键是要弄清楚问题所涉及的力学模型是什么，这样才能有的放矢地找到解决办法。 今天物理君就对高中物理中可能出现的四大力学模型做一个全面的总结。 希望对大家有帮助。
1.斜面问题模型
每年的高考卷子里几乎都有斜面模型的题目。 当遇到此类问题时，以下结论可以帮助大家更好更快地理解解题思路，选择解题方法。
1、当自由释放的滑块能在斜面上匀速下滑时（如下图所示），m与M之间的动摩擦因数μ=gtanθ。
2、自由释放滑块在斜坡上（如上图）：
(1)静止或匀速下滑时，斜面M对水平地面的静摩擦力为零；
(2)加速下降时，斜坡对水平地面的静摩擦力向右水平；
(3)减速下滑时，斜坡对水平地面的静摩擦力是水平向左的。
3． 当自由释放的滑块在斜坡上匀速下滑时（如下图所示），M对水平地面的静摩擦力为零。 在此过程中，任意方向的力都会加到 m 上（在 m 停止之前）。 M对水平地面的静摩擦力仍然为零（参见圆书上的方法概述）。
4、悬挂物体的汽车在斜坡上滑动（如下图）：
(1) 当向下加速度a=gsinθ时，吊绳稳定时将垂直于斜面；
(2)当向下加速度a>gsinθ时，吊绳稳定时会向上偏离垂直方向；
(3)当向下加速度a<gsinθ时，吊绳将偏离垂直方向并向下运动。
5、将一个小球以速度 v0 水平抛向倾斜角 θ 的斜坡上（如下图）：
(1) 下坡时间t=θ/g；
(2) 斜面落下时，速度方向与水平方向夹角α恒定，且tan α=2tan θ，与初速度无关；
6、如下图所示，当整体加速度a=gtan θ向右时，m可以在斜坡上保持相对静止。
例1：在倾斜角为θ的光滑斜面上，存在两个磁感应强度相同的均匀磁场。 一个方向垂直于斜面向上方向，另一个方向垂直于斜面向下方向（如下图所示）。 它们的宽度为L。当质量为m、边长为L的方形线框以速度v进入上层磁场时，它恰好以恒定速度移动。
(1) 当边ab刚好穿过边界ff′时，线框的加速度是多少，其方向是什么？
(2) 当ab边到达gg′和ff′的中间位置时，线框正好匀速运动。 然后线框开始进入上层磁场，当ab边到达gg'和ff'的中间位置时，该过程结束。 ，线框中产生的焦耳热是多少？ （无论摩擦阻力如何，线框的ab面在运动过程中始终与磁场边界平行）
【点评】恒力作用下切割磁力线的线的运动是高中物理中常见的一类题。 它需要熟练地找到各种情况下的平衡速度。
2. 叠加模型
叠加人体模型历年来在高考中频频出现。 一般需要解决它们之间的摩擦力、相对滑动距离、摩擦生热、多次动作后的速度变化等。另外，广义的叠加体模型可以有很多变化，涉及的问题也比较多。
叠加模型变化较多，解决问题时往往需要综合分析。 以下两种典型情况和结论需要记忆并灵活运用。
1、叠放的长方体块A、B在光滑的水平面上匀速运动或在光滑的斜面上自由释放然后变速运动时（如下图所示），不存在摩擦力A 和 B 之间。
2、如下图所示，一对滑动摩擦所做的总功一定是负值。 其绝对值等于摩擦力乘以相对滑动的总距离或等于摩擦产生的热量。 与单个物体的位移无关，即Q摩擦力=f·s相。
示例2 将质量为M 的均匀木块放置在光滑的水平表面上。 木块左右两侧都有一名射手拿着一模一样的步枪和子弹。 首先，左边的射手开火，子弹水平穿透木块的最大深度为d1。 然后右边的射手开火，子弹水平穿透木块的最大深度为d2高中物理传送带模型，如下图所示。 假设两颗子弹都没有击穿木块，并且两颗子弹与木块之间的力相同。 当两颗子弹相对于木块静止时，下列说法正确的是（ ）
A。 最后，块处于静止状态，d1 = d2
B、最后木块向右移动，d1< d2
C. 最后，块处于静止状态，d1< d2
D． 最后木块静止，d1>d2
【点评】摩擦生热公式可以称为“函数关系”或“函数原理”公式，但不能称为“动能定理”公式。 它是由动能定理的关系式推导出来的二次结论。 。
3. 包含弹簧的物理模型
纵观历年高考题，与弹簧相关的物理题占了相当大的比例。 高考考生经常使用弹簧作为载体来设计各种试题。 这些问题涉及静力学问题、动力学问题、动量与能量守恒问题、振动问题、泛函问题等，几乎贯穿整个力学知识体系。 为了帮助学生掌握该类试题的分析方法，现将春季相关试题进行分类分析。
对于弹簧来说，从力的角度来看，弹簧上的弹力是变力； 从能量的角度来看，弹簧是一种储能元件。 因此，春季题能够很好地考验学生的综合分析能力，因此受到高考命题老师的青睐。
问题类型包括：静力学中的弹簧问题、动力学中的弹簧问题以及与动量和能量相关的弹簧问题。
1.静力学中的问题
(1)胡克定律：F=kx，ΔF=k·Δx。
(2) 对弹簧秤两端施加不同的拉力（沿轴向）。 弹簧刻度的示值必须等于吊钩上的拉力。
2.动力学中的弹簧问题
（1）瞬时加速度问题（与光绳、光棒不同）：如果一根弹簧一端固定，另一端与物体连接，变形不会突然改变，弹力也不会突然改变。
(2)如图所示，当A、B被压下，去除外力后，当弹簧恢复到原来的长度时，B、A开始分离。
【点评】关于本例描述的物理过程，需要特别注意的是，分离瞬间m1和m2之间的弹力减小到零。 下一瞬间，弹簧的弹力和秤的重力将导致秤的加速度小于a，因此秤盘与重物分离。
3．弹簧与动量和能量有关的问题
与动量、能量有关的弹簧题在高考题中频繁出现，且常以计算题的形式出现。 在分析过程中，以下两个结论的应用非常重要：
(1)当弹簧的压缩和拉伸变形相同时，弹簧的弹性势能相等；
(2)当弹簧连接两个物体进行变速运动时，当弹簧处于原始长度时，两个物体的相对速度最大，当弹簧变形最大时，两个物体的速度相等。
实施例5 如图所示，用轻弹簧将质量m=1kg的A块和B块连接起来，并固定在空中。 弹簧处于其原始长度。 A距地面的高度为h1 = 0.90 m。 当两个物块同时释放时，A与地面碰撞后速度立即变为零。 由于B压缩弹簧并反弹，A只能离开地面（但不会继续上升）。 如果将B块换成质量为2m的C块（图中未示出），它和A仍然固定在空中，弹簧处于原来的长度，并在高度h2处同时从A释放离开地面，C压缩弹簧弹回后，A就可以离开地面了。 已知弹簧的刚度系数k=100N/m，求h2的大小。
【点评】由于高中物理并不要求弹性势能的表达，所以高考几次考弹簧题时必须使用上述结论“①”。
从以上例子可以看出，春季题是培养和训练学生身体思维、体现和开发学生学习潜力的极好题。 由弹簧和相连物体组成的系统所表现出的运动状态的变化，使学生能够充分运用物理概念和定律（牛顿第二定律、动能定理、机械能守恒定律、动量定理、动量守恒定律）熟练地解决物理问题。问题和展示自己的才华提供了广阔的空间，当然也是常规的题型，以区分学生的能力强弱，拉开差距高中物理传送带模型，选拔人才。 因此，春试题成为高考物理题中重要且独特的题型。
4、输送带问题
带传动问题广泛应用于现代生产生活中。 在此类问题中，摩擦力的大小和方向以及物体运动的性质都是可变的，涉及力、相对运动、能量转换等各个方面的知识。 它可以更好地考验学生分析物理过程和应用物理定律解决物理问题的能力。
对于滑块静止放置在均匀驱动的传送带上的模型，必须清楚地理解和记住以下结论：
(1)滑块加速时的位移等于滑块与输送带之间的相对滑动距离；
(2)对于水平输送带，在加速过程中输送带对滑块所做的功等于该过程中摩擦产生的热量，即输送带在加速过程中所需要的附加（相对空载）功。在此过程中输送装置W=mv2=2Ek=2Qmo。
实施例6 如图所示，物体从光滑曲面上的P点自由滑动，穿过粗糙的静止水平传送带，然后落到地面上的Q点。 如果传送带的滑轮以逆时针方向匀速运动（使传送带随之移动），而物体仍从P点自由滑动，则（ ）
A．木块不能掉到地上
B.方块仍会落在Q点
C.方块会落到Q点的左边
D．方块会落到Q点的右边
【点评】对于这个例子，你应该深刻理解以下两点：
①滑动摩擦力f=μFN，与相对滑动速度或接触面积无关；
②两个滑梯（均以地面为参考系）的初速度相等，加速度也相等，因此运动过程完全相同。
如果进一步思考，物体在皮带上的运动可以理解为初速度为v0的物体受到一个反方向为μmg的力F。 它与施加力的物体的运动无关。
结尾
