专题13 闭合线框模型1-高考物理模型法之实物模型法原卷版

1、高中物理系列模型之实物模型.轻绳、轻杆、轻弹簧、接触面的暂态模型1、 模型界定本模型是指由轻绳、轻杆、轻弹簧连接的物体（或系统）或直接接触的两物体系统，当外界条件发生突变时，物体的瞬时状态的判定的问题。2 模型破解按照能否发生明显的形变，可将此模型分为两类：一类是由不可伸长的细线、轻质细绳、轻质细杆、刚性接触面连接的系统，他们的特征是在外力作用下产生的微小形变可以忽略，进而可以忽略外界条件变化时系统由一种稳定状态过渡到另外一种稳定状态的短暂的暂态过程，可认为系统是由一种稳定状态直接突变为另一种稳定状。

2、高中物理系列模型之实物模型.光滑滑轮与光滑挂钩模型模型界定光滑挂钩钩于绳上时，其作用相当于一个光滑动滑轮。本模型只研究轻质光滑滑轮所涉及的受力、平衡及运动等问题。模型破解解决滑轮模型的问题时，首要的是掌握其力学特点：l-xx图1FTT图21. 由于滑轮光滑，故滑轮两侧的轻绳上张力相等,此特点与运动状态、是定滑轮还是动滑轮无关。2. 对于动滑轮,由于两侧绳上张力相等，故在平衡状态下两侧轻绳与竖直方向的夹角相等。3. 系统平衡时,动滑轮两侧轻绳与竖直方向的夹角大小取决于绳的总长度及两侧绳的悬点间水平距离，与悬点的位置无关。

3、高中物理系列模型之实物模型5. 接触面分离模型模型界定两个相互接触的物体在一起运动过程中，由于外界条件的变化在某时刻发生分离的现象。模型破解两物体由接触到分离，在分离的临界状态下必满足如下条件：（i）分离的瞬时两物体沿垂直于接触面方向上的速度、加速度必相等（ii）分离的瞬时两物体间的弹力必为零两接触的物体中之一与一端固定的弹簧相连接，两物体发生分离时不一定是在弹簧处于原长的位置，有两种情况下当弹簧处于原长时两物体在分离：与弹簧相连接物体的质量可忽略不计除弹簧弹力、相互间的弹力外两物体受到的其他外力与各。

4、8.传送带模型（2）模型演练1.如图所示，足够长的水平传送带以速度沿顺时针方向运动，传送带的右端与光滑曲面的底部平滑连接，曲面上的A点距离底部的高度为h=0.45m。一小物块从A点静止滑下，再滑上传送带，经过一段时间又返回曲面，g取10ms2，则下列说法正确的是（ ）A若=1ms，则小物块能回到A点B若=2ms，则小物块能回到A点C若=5ms，则小物块能回到A点D无论等于多少，小物块均能回到A点2.水平传输装置如图所示，在载物台左端给物块一个初速度。当它通过如图方向转动的传输带所用时间t1。当皮带轮改为与图示相反的方向传输时，通过传输带的。

5、高中物理系列模型之实物模型4.无弹性绳绷直模型模型界定本模型中物体与绳之间的作用在瞬时完成， 绳的形变不明显，物体的动量、能量发生了突变。模型破解1. 物体沿绳方向上的速度发生变化，作用结束时绳连接的两物体在沿绳方向上的速度分量相同。2. 绳绷直的过程当于两物体沿绷直绳所在的方向发生了完全非弹性碰撞，有一部分机械能转化为内能。例1.光滑水平面上两小球a、b用不可伸长的松弛细绳相连。开始时a球静止，b球以一定速度运动直至绳被拉紧，然后两球一起运动，在此过程中两球的总动量 (填“守恒”或“不守恒”)；机械能 (填“守恒。

6、高中物理系列模型之实物模型11.子弹打木块模型（2）2.子弹击穿木块（i）木块的长度不大于二者位移之差。（ii）二者作用时间非常短暂，在某一方向上动量守恒。（iii)作用结束时二者以不同速度开始新的运动。（iv）二者分离时木块的速度最大，相对位移最大Ld。（v）子弹射入木块的深度大于木块的对地位移。（vi）系统在只通过摩擦力实现动量的转移及能量的转化时，系统的机械能不守恒，其动能的变化量等于摩擦产生的热量，也等于摩擦力与相对位移的乘积QfL。（vii）系统产生的热量与子弹初速度无关：QfL（viii）涉及动态分析判定时用图象较。

7、高中物理系列模型之实物模型9.传送带模型之二斜置传送带模型界定本模型是指传送带倾斜放置的情形，只处理传送带匀速转动物理情景，主要涉及物体在传送带上的受力问题、动力学问题、能量问题等。模型破解1. 物块受力物块通常只受三个力的作用：重力、支持力、滑动摩擦力或静摩擦力2.运动分析设传送带两定滑轮间的距离为L，带与水平面的夹角为 ，物与带之间的动摩擦因数为，物体置与带的一端，初速度为v0，传送带的速度为v带。（i）如图1，物体置于传送带的上端且v0=0图1当传送带顺时针转动时若传送带足够长时，物块沿传送带从顶端A运动到底。

8、高中物理系列模型之实物模型.叠合体模型（2）6.如图所示,质量均为m的、两木块叠放在水平面上, 受到斜向上与水平面成角的力F作用, 受到斜向下与水平面成角的力F作用,两力在同一竖直平面内,此时两木块保持静止则练6图A、之间一定存在静摩擦力 B、与水平面之间可能存在静摩擦力C、对的支持力一定等于mg D、水平面对的支持力一定等于2mg7.如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是mg。现用水平拉力F拉其中一个质量为2 m的木块，使四个木块以同一加速度运。

9、高中物理系列模型之实物模型10.子弹打木块模型（1）模型界定本模型主要是指子弹击中非固定的、光滑木块的物理情景，包括一物块在木板上滑动、小球在置于光滑水平面上的竖直平面内弧形光滑轨道上滑动、一静一动的同种电荷追碰运动等等，本质特征是物体在一对作用力与反作用力（系统内力）的冲量作用下，实现系统内物体的动量、能量的转移或转化。模型破解运动性质：子弹对地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（在其他一动一静情景中物体可做变加速运动甚至是曲线运动）。图象描述：从子弹击中木块时。

10、高中物理系列模型之实物模型7.传送带模型（1）模型界定本模型是指传送带水平放置的情形，主要涉及物体在传送带上发生相对滑动的过程中位移、时间等运动学问题及动能、热量等能量问题。模型破解1.水平传送带(I)物体所受外力（i）通常除重力、支持力外只有摩擦力当传送带匀速运动，物体与传送带间有相对运动时物体受到摩擦力的作用，无相对运动时则无摩擦力的作用。（ii）当传送带做变速运动时，无论物体与传送带之间是否有相对运动，物体都要受到摩擦力的作用。（iii）当传送带做变速运动时，物体能与传送带保持相对静止的必要条件是，其中。

11、高中物理系列模型之实物模型10.小船渡河模型模型界定本模型是解决以小船渡河为载体的不同参考系中运动转换的问题，具体包括小船渡河、骑马射箭等。模型破解1.合运动与分运动的关键特征（i）等时性合运动与分运动是同时发生的，所用时间相等，可由任一分运动或合运动求解小船运动的时间。（ii）等效性合运动的效果与几个分运动叠加后后的共同效果完全相同。（iii）独立性一个物体同时参与几个分运动，各个分运动相互独立，任一分运动不受其它分运动的影响。2. 小船渡河问题的处理方法设小船在静止水中的匀速运动的速度是 v 1 ，均匀流动的。

12、高中物理系列模型之实物模型.叠合体模型（1）模型界定叠合体是指相互间紧密接触的物体系统，相互间主要是以接触面弹力及摩擦力发生联系的物体系统。模型破解1. 水平叠合体物体系统处于同一水平面内，相互间接触面竖直或倾斜，所涉及的问题主要是静力学或动力学问题。（i）水平叠合体系统通常需要从外到内选取研究对象，然后通过受力分析利用平衡条件或牛顿运动定律解决问题，需注意对称性、整体与隔离的应用。（ii）水平叠合体系统通常涉及接触面间发生相对滑动或接触面分离的临界状态，注意其临界条件是接触面间弹力为零及静摩擦力达到最。

13、高中物理系列模型之实物模型15流体模型模型界定本模型中所谓的流体，不仅仅是指液体和气体，也包括如堆放的砂石、持续放于传送带上的工件等，它们在运动时的共同特征是每一组成部分经历的运动形式相同，遵从的规律相同模型破解（i）柱体法处理涉及冲击的问题在气体或液体通过某个对其他物体产生冲击的问题中,可通过选取合适的柱体作为研究对象,应用动量定理、动能定理或能量守恒定律求解.对象的选取沿流体运动的方向以与其他物体的作用面积为横截面、以vt为长度取一柱体(v是液体的速度.也常有将t 取作单位时间的情况).应用动量定理列方程。

14、2在非匀强磁场中的运动(i)导体切割磁感线的有效长度不一定是导体两端连线的长度,在大小相同的非匀强磁场中可以是导体在垂直磁感线上切割的长度之和.(ii)在方向相同的非匀强磁场中,矩形线框切割磁感线产生的电动势等于在垂直于运动方向上两边产生的电动势的差值.数值上(iii)在磁场随空间变化时,从磁通量变化角度与从切割磁感线角度处理电磁感应效果相同,但不能重复考虑.例8.如图所示，很长的光滑磁棒竖直固定在水平面上，在它的侧面有均匀向外的辐射状的磁场。磁棒外套有一个质量均匀的圆形线圈，质量为m，半径为R，电阻为r，线圈所在磁场。

15、14.闭合线框模型（2）2在非匀强磁场中的运动(i)导体切割磁感线的有效长度不一定是导体两端连线的长度,在大小相同的非匀强磁场中可以是导体在垂直磁感线上切割的长度之和.(ii)在方向相同的非匀强磁场中,矩形线框切割磁感线产生的电动势等于在垂直于运动方向上两边产生的电动势的差值.数值上(iii)在磁场随空间变化时,从磁通量变化角度与从切割磁感线角度处理电磁感应效果相同,但不能重复考虑.例8.如图所示，很长的光滑磁棒竖直固定在水平面上，在它的侧面有均匀向外的辐射状的磁场。磁棒外套有一个质量均匀的圆形线圈，质量为m，半径为R，电。

16、模型界定本模型是指闭合回路整体在穿越有界匀强磁场区域运动或在非匀强磁场区域中运动时所涉及的电力学及功能问题.模型破解1.穿越有界匀强磁场(i)线框在进入或穿出磁场边界时线框内磁通量发生变化,线框中才有感应电流.线框完全处于磁场内或磁场边界都处于线框内时线框中无感应电流,也无焦耳热产生,但有双电动势存在.(ii)线框受到合力等于感应电流所受的安培力时,线框的速度变化与位移成正比:线框从单一有界磁场区域进入磁场过程与穿出磁场的过程中速度变化量相等.(iii)将线框匀速拉入或拉出磁场时,通过回路横截面的电荷量与线框运动的速度。

17、高中物理系列模型之实物模型13.闭合线框模型（1）模型界定本模型是指闭合回路整体在穿越有界匀强磁场区域运动或在非匀强磁场区域中运动时所涉及的电力学及功能问题.模型破解1.穿越有界匀强磁场(i)线框在进入或穿出磁场边界时线框内磁通量发生变化,线框中才有感应电流.线框完全处于磁场内或磁场边界都处于线框内时线框中无感应电流,也无焦耳热产生,但有双电动势存在.(ii)线框受到合力等于感应电流所受的安培力时,线框的速度变化与位移成正比:线框从单一有界磁场区域进入磁场过程与穿出磁场的过程中速度变化量相等.(iii)将线框匀速拉入或拉。