高中物理模型分类解析模型24 活塞封闭气缸

模型24 活塞封闭气缸(解析版)

1.常见类型

(1)气体系统处于平衡状态,需综合应用气体实验定律和物体的平衡条件解题。

(2)气体系统处于力学非平衡状态,需要综合应用气体实验定律和牛顿运动定律解题。

(3)封闭气体的容器(如汽缸、活塞)与气体发生相互作用的过程中,如果满足守恒定律的适用条件,可根据相应的守恒定律解题。

(4)两个或多个汽缸封闭着几部分气体,并且汽缸之间相互关联的问题,解答时应分别研究各部分气体,找出它们各自遵循的规律,并写出相应的方程,还要写出各部分气体之间压强或体积的关系式,最后联立求解。

2.解题思路

(1)弄清题意,确定研究对象,一般地说,研究对象分两类:一类是热学研究对象(一定质量的理想气体);另一类是力学研究对象(汽缸、活塞或某系统)。

(2)分析清楚题目所述的物理过程,对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程,依据气体实验定律列出方程;对力学研究对象要正确地进行受力分析,依据力学规律列出方程。

(3)注意挖掘题目的隐含条件,如几何关系等,列出辅助方程。

(4)多个方程联立求解。对求解的结果应注意检验它们的合理性。

多个系统相互联系的一定质量气体问题,往往以压强建立起系统间的关系,各系统独立进行状态分析,要确定每个研究对象的变化性质,分别应用相应的实验定律,并充分应用各研究对象之间的压强、体积、温度等量的有效关联,若活塞可自由移动,一般要根据活塞平衡确定两部分气体的压强关系。

【最新高考真题解析】

1.（2020年全国III卷）如图，一开口向上的导热气缸内。用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上。使其缓慢下降。环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中（）

A. 气体体积逐渐减小，内能增知

B. 气体压强逐渐增大，内能不变

C. 气体压强逐渐增大，放出热量

D. 外界对气体做功，气体内能不变

E. 外界对气体做功，气体吸收热量

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．理想气体的内能与温度之间唯一决定，温度保持不变，所以内能不变，A错误；

BCED．由理想气体状态方程pV

C

T

=，可知体积减少，温度不变，所以压强增大。因为温度不变，内能

不变，体积减少，外界对系统做功，由热力学第一定律U W Q

?=+可知，系统放热，BCD正确，E错误；故选BCD。

【典例1】如图所示,足够长的圆柱形汽缸竖直放置,其横截面积为1×10-3m2,汽缸内有质量m=2 kg的活塞,活塞与汽缸壁封闭良好,不计摩擦。开始时活塞被销子K销于如图所示位置,离缸底12 cm,此时汽缸内被封闭气体的压强为1.5×105 Pa,温度为300 K。外界大气压强p0=1.0×105 Pa,g=10 m/s2。

(1)现对密闭气体加热,当温度升到400 K时,其压强为多大?

(2)若在(1)的条件下拔去销子K,活塞开始向上运动,当它最后静止在某一位置时,汽缸内气体的温度为360 K,则这时活塞离缸底的距离为多少?

【答案】(1)2×105 Pa(2)18 cm

【解析】(1)根据查理定律,得=,解得p2=2×105 Pa。

(2)活塞静止时,缸内气体的压强

p3=p0+=1.2×105 Pa

根据气体的状态方程,得=

解得l3=18 cm。

【变式训练1】如图，柱形容器内用不漏气的轻质绝热活塞封闭一定量的理想气体，容器外包裹保温材料。开始时活塞至容器底部的高度为H1，容器内气体温度与外界温度相等。在活塞上逐步加上多个砝码后，活塞下降到距容器底部H2处，气体温度升高了△T；然后取走容器外的保温材料，活塞位置继续下降，最后静止于距容器底部H3处：已知大气压强为p0。求：气体最后的压强与温度。

解析：对取走容器外的保温材料，活塞位置继续下降的等压过程，由盖吕萨克定律，

2 0

H S

T T

+?

=

3

H S

T

,

解得：T0=

3

23

H

H H

-

△T

从初状态到最后状态，温度相同，由玻意耳定律：

p0H1S= p3H3S，解得：p3=

1

3

H

H

p0。

【典例2】如图，在水平放置的刚性气缸内用活塞封闭两部分气体A和B，质量一定的两活塞用杆连接。

气缸内两活塞之间保持真空，活塞与气缸璧之间无摩擦，左侧活塞面积较大，A、B的初始温度相同。略抬高气缸左端使之倾斜，再使A、B升高相同温度，气体最终达到稳定状态。若始末状态A、B的压强变化量△p A、△p B均大于零，对活塞压力的变化量为△F A、△F B，则

(A)A体积增大 (B)A体积减小(C) △F A?△F B(D)△p A<△p B

【答案】AD

【解析】以两个活塞和杆整体为研究对象，初始时刻，

A A

B B

P S P S

=，将左端倾斜平衡后，由于温度升高，

气体体积变大，活塞向B端移动。A项正确，B项错误；仍以两个活塞为研究对象，'sin'

A A

B B

P S mg P S

θ

+=；

△p A <△p B ，D 项正确；压力的变化量：△F A ＜△F B ，C 项错误。

【变式训练2】如图，绝热气缸A 与导热气缸B 均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦。两气缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为0V 、温度均为0T 。缓慢加热A 中气体，停止加热达到稳定后，A 中气体压强为原来的1.2倍。设环境温度始终保持不变，求气缸A 中气体的体积A V 和温度A T 。

【解析】设初态压强为0p ，膨胀后A ，B 压强相等 01.2B p p = (1分) B 中气体始末状态温度相等

00001.2(2)A p V p V V =- (3分)

∴07

6

A

V V =

(1分) A 部分气体满足

0000

0 1.2A

p V p V T T = （4分） ∴01.4A T T = （1分）

【典例3】(2019南昌二中1月质检)如图所示,两个截面积均为S 的圆柱形容器,左右两边容器的高均为H ,右边容器上端封闭,左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的轻活塞(重力不计),两容器由装有阀门的极细管道(体积忽略不计)相连通。开始时阀门关闭,左边容器中装有热力学温度为T 0的理想气体,平衡时活塞到容器底的距离为H ,右边容器内为真空。现将阀门缓慢打开,活塞便缓慢下降,直至系统达到平衡,此时被封闭气体的热力学温度为T ,且T>T 0。求此过程中外界对气体所做的功。已知大气压强为p 0。

【答案】p 0SH

【解析】打开阀门后,气体通过细管进入右边容器,活塞缓慢向下移动,气体作用于活塞的压强仍为p0。活塞对气体的压强也是p0。设达到平衡时活塞的高度为x,气体的温度为T,根据理想气体状态方程得=

解得x=H

此过程中外界对气体所做的功

W=p0S(H-x)=p0SH。

【变式训练3】汽缸由两个横截面不同的圆筒连接而成,活塞A、B被轻质刚性细杆连接在一起,活塞可无摩擦移动,活塞A、B的质量分别为m1=24 kg、m2=16 kg,横截面积分别为S1=6.0×10-2 m2,S2=4.0×10-2 m2,一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间,活塞外侧大气压强p0=1.0×105 Pa。

(1)如图甲所示,汽缸水平放置达到平衡状态时,求内部气体的压强。

(2)已知水平放置平衡时气体的体积V=2.0×10-2 m3,现保持温度不变将汽缸竖直放置,如图乙所示,取重力加速度g=10 m/s2。达到平衡后,活塞在汽缸内移动的距离为多少?(活塞A还未到达汽缸连接处) 【答案】(1)1.0×105 Pa(2)0.17 m

【解析】(1)设汽缸内气体压强为p1,对于活塞和杆,由力的平衡条件,有p0S1+p1S2=p1S1+p0S2得p1=p0=1.0×105 Pa。

(2)当汽缸竖直放置时,设缸内气体压强变为p2,由力的平衡条件,有p0S1+p2S2+(m1+m2)g=p2S1+p0S2

得p2=p0+=1.2×105 Pa

设活塞向下移动了L,气体的体积V'=V-S1L+S2L

气体做等温变化,有p1V=p2V'

得L≈0.17 m。

【典例4】(2019四川成都开学模拟)如图所示,竖直放置的导热汽缸,活塞横截面积S=0.01 m2,可在汽缸内无摩擦滑动,汽缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形玻璃管相通,汽缸内封闭了一段高H=70 cm的气柱(U形管内的气体体积不计)。已知活塞质量m=6.8 kg,大气压强p0=1×105 Pa,水银密度ρ=13.6×103 kg/m3,重力加速度g=10 m/s2。

(1)求U形管中左管与右管的水银面的高度差h1。

(2)在活塞上加一竖直向上的拉力使U形管中左管水银面高出右管水银面h2=5 cm,求活塞平衡距汽缸底部的高度H'。

【答案】(1)5 cm (2)80.2 cm

【解析】(1)以活塞为研究对象有p0S+mg=p1S

所以p1=p0+

又根据液柱高度差可知p1=p0+ρgh1

所以有=ρgh1

解得h1=5 cm。

(2)活塞上加一竖直向上的拉力

封闭气体的压强p2=p0-ρgh2=93200 Pa

初始时封闭气体的压强p1=p0+ρgh1=106800 Pa

汽缸内的气体发生的是等温变化,根据玻意耳定律,有p1HS=p2H'S

解得H'≈80.2 cm。

【变式训练4】(2018江西临川一中冲刺)如图所示,一绝缘良好的汽缸固定在水平地面上,通过活塞封闭有一定质量的理想气体,活塞与缸壁的摩擦可忽略不计,活塞的横截面积S=100 cm2。活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接,在平台上有另一物块B,A、B的质量均为m=62.5 kg,物块与平台间的动摩擦因数μ=0.8,两物块的间距d=10 cm。开始时活塞距缸底L1=10 cm,缸内气体压强p1等于外界大气压强p0(p0=1×105 Pa),温度t=27 ℃。现对汽缸内的气体缓慢加热,g取10 m/s2,求:

(1)物块A开始移动时,汽缸内的温度。

(2)物块B开始移动时,汽缸内的温度。

【答案】(1)450 K(2)1200 K

【解析】(1)物块A开始移动前气体做等容变化,则有

p2=p0+=1.5×105 Pa

由查理定律有=

代入数据解得T2=450 K。

(2)物块A开始移动后,气体做等压变化,到A与B刚接触时,有p3=p2=1.5×105 Pa,V3=(L1+d)S

由盖—吕萨克定律有=

代入数据解得T3=900 K

之后气体又做等容变化,设物块A和B一起开始移动时气体的温度为T4,则p4=p0+=2.0×105 Pa,V4=V3

由查理定律有=

代入数据解得T4=1200 K。

【典例5】(2017全国卷Ⅱ,33)(多选)如图所示,用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后,缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是()。

A.气体自发扩散前后内能相同

B.气体在被压缩的过程中内能增大

C.在自发扩散过程中,气体对外界做功

D.气体在被压缩的过程中,外界对气体做功

E.气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变

【解析】气体向真空扩散的过程中不对外做功,且又因为汽缸绝热,可知气体自发扩散前后内能相同,A项正确,C项错误;气体在被压缩的过程中活塞对气体做功,因汽缸绝热,所以气体内能增大,B、D两项正确;气体在被压缩的过程中,气体内能增加,温度升高,气体分子的平均动能增加,E项错误。

【答案】ABD

【变式训练5】[2018全国卷Ⅰ,33(2)]如图,容积为V的汽缸由导热材料制成,面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分,汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连,细管上有一阀门K。开始时,K关闭,

汽缸内上下两部分气体的压强均为p0。现将K打开,容器内的液体缓慢地流入汽缸,当流入的液体体积为时,将K关闭,活塞平衡时其下方气体的体积减小了。不计活塞的质量和体积,外界温度保持不变,重力加速度大小为g。求流入汽缸内液体的质量。

【答案】

【解析】设活塞再次平衡后,活塞上方气体的体积为V1,压强为p1;下方气体的体积为V2,压强为p2。在活塞下移的过程中,活塞上、下方气体的温度均保持不变,由玻意耳定律得

p0=p1V1

p0=p2V2

由已知条件得

V1=+-=V

V2=-=

设活塞上方液体的质量为m,由力的平衡条件得

p2S=p1S+mg

联立以上各式得m=。

【典例6】[2018全国卷Ⅱ,33(2)]如图,一竖直放置的汽缸上端开口,汽缸壁内有卡口a和b,a、b间距为h,a距缸底的高度为H;活塞只能在a、b间移动,其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m,面积为S,厚度可忽略;活塞和汽缸壁均绝热,不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态,上、下方气体压强均为p0,温度均为T0。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体,直至活塞刚好到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g。

【答案】T0(p0S+mg)h

【解析】开始时活塞位于a处,加热后,汽缸中的气体先经历等容过程,直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为T1,压强为p1,根据查理定律有

=

根据力的平衡条件有

p1S=p0S+mg

联立可得T1=T0

此后,汽缸中的气体经历等压过程,直至活塞刚好到达b处,设此时汽缸中气体的温度为T2;活塞位于a 处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖—吕萨克定律有

=

式中V1=SH,V2=S(H+h)

联立解得T2=T0

从开始加热到活塞到达b处的过程中,汽缸中的气体对外做的功

W=(p0S+mg)h。

【变式训练6】[2017全国卷Ⅰ,33(2)]如图所示,容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通,阀门K2位于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门K1、K3;B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时,三个阀门均打开,活塞在B的底部;关闭K2、K3,通过K1给汽缸充气,使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27 ℃,汽缸导热。

(1)打开K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强。

(2)接着打开K3,求稳定时活塞的位置。

(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ℃,求此时活塞下方气体的压强。

【答案】(1)2p0(2)顶部(3)1.6p0

【解析】(1)设打开K2后,稳定时活塞上方气体的压强为p1,体积为V1。依题意,被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律得p0V=p1V1

(3p0)V=p1(2V-V1)

联立上式得V1=,p1=2p0。

(2)打开K3后,由上式知,活塞必定上升。设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2(V2≤2V)时,活塞下方气体压强为p2,由玻意耳定律得(3p0)V=p2V2

解得p2=p0

由上式知,打开K3后活塞上升至B的顶部为止,此时

p2=p0。

(3)设加热后活塞下方气体的压强为p3,气体温度从T1=300 K升高到T2=320 K的等容过程中,由查理定

律得=

将有关数据代入得p3=1.6p0

高中物理二十四种模型

高中物理二十四种模型 ⒈"质心"模型:质心(多种体育运动).集中典型运动规律.力能角度. ⒉"绳件.弹簧.杆件"三件模型:三件的异同点,直线与圆周运动中的动力学问题和功能问题. ⒊"挂件"模型:平衡问题.死结与活结问题,采用正交分解法,图解法,三角形法则和极值法. ⒋"追碰"模型:运动规律.碰撞规律.临界问题.数学法(函数极值法.图像法等)和物理方法(参照物变换法.守恒法)等. ⒌"运动关联"模型:一物体运动的同时性.独立性.等效性.多物体参与的独立性和时空联系. ⒍"皮带"模型:摩擦力.牛顿运动定律.功能及摩擦生热等问题. ⒎"斜面"模型:运动规律.三大定律.数理问题. ⒏"平抛"模型:运动的合成与分解.牛顿运动定律.动能定理(类平抛运动). ⒐"行星"模型:向心力(各种力).相关物理量.功能问题.数理问题(圆心.半径.临界问题). ⒑"全过程"模型:匀变速运动的整体性.保守力与耗散力.动量守恒定律.动能定理.全过程整体法. ⒒"人船"模型:动量守恒定律.能量守恒定律.数理问题. ⒓"子弹打木块"模型:三大定律.摩擦生热.临界问题.数理问题. ⒔"爆炸"模型:动量守恒定律.能量守恒定律. ⒕"单摆"模型:简谐运动.圆周运动中的力和能问题.对称法.图象法. ⒖"限流与分压器"模型:电路设计.串并联电路规律及闭合电路的欧姆定律.电能.电功率.实际应用. ⒗"电路的动态变化"模型:闭合电路的欧姆定律.判断方法和变压器的三个制约问题. ⒘"磁流发电机"模型:平衡与偏转.力和能问题.

⒙"回旋加速器"模型:加速模型(力能规律).回旋模型(圆周运动).数理问题. ⒚"对称"模型:简谐运动(波动).电场.磁场.光学问题中的对称性.多解性.对称性. ⒛电磁场中的单杆模型:棒与电阻.棒与电容.棒与电感.棒与弹簧组合.平面导轨.竖直导轨等,处理角度为力电角度.电学角度.力能角度. 21.电磁场中的"双电源"模型:顺接与反接.力学中的三大定律.闭合电路的欧姆定律.电磁感应定律. 22.交流电有效值相关模型:图像法.焦耳定律.闭合电路的欧姆定律.能量问题. 23."能级"模型:能级图.跃迁规律.光电效应等光的本质综合问题. 24.远距离输电升压降压的变压器模型.

高中物理解题模型详解(2)

高考物理解题模型11[1][1].11高中物理解题模型详解69高考物理解题模型目录第一章运动和力1一、追及、相遇模型1二、先加速后减速模型4三、斜面模型6四、挂件模型11五、弹簧模型（动力学）18第二章圆周运动20一、水平方向的圆盘模型20二、行星模型23第三章功和能1一、水平狄犀翁梆睁裙奥握剃抨仔蔑饥评呸群特恰恫哺 萄馏舒微栈稼牧蕾柄墟俞蓟祭派翔酪袒程弛墩涸抗浸蚊俘执揪荆腐评防共与拥胡蒙瞎昧互战票红铣肚 目录11[1][1].11高中物理解题模型详解69高考物理解题模型目录第一章运动和力1一、追及、相遇模型1二、先加速后减速模型4三、斜面模型6四、挂件模型11五、弹簧模型（动力学）18第二章圆周运动20一、水平方向的圆盘模型20二、行星模型23第三章功和能1一、水平狄犀翁梆睁裙奥握剃抨仔蔑饥评呸群特恰恫哺萄馏舒微栈稼牧蕾柄墟俞蓟祭派翔酪袒程弛 墩涸抗浸蚊俘执揪荆腐评防共与拥胡蒙瞎昧互战票红铣肚 11[1][1].11高中物理解题模型详解69高考物理解题模型目录第一章运动和力1一、追及、相遇模型1二、先加速后减速模型4三、斜面模型6四、挂件模型11五、弹簧模型（动力学）18第二章圆周运动20一、水平方向的圆盘模型20二、行星模型23第三章功和能1一、水平狄犀翁梆睁裙奥握剃抨仔蔑饥评呸群特恰恫哺萄馏舒微栈稼牧蕾柄墟俞蓟祭派翔酪袒程弛墩涸抗浸蚊俘执 揪荆腐评防共与拥胡蒙瞎昧互战票红铣肚 第一章运动和力111[1][1].11高中物理解题模型详解69高考物理解题模型目录第一章运动和力1一、追及、相遇模型1二、先加速后减速模型4三、斜面模型6四、挂件模型11五、弹簧模型（动力学）18第二章圆周运动20一、水平方向的圆盘模型20二、行星模型23第三章功和能1一、水平狄犀翁梆睁裙奥握剃抨仔蔑饥评呸群特恰恫哺萄馏舒微栈稼牧蕾柄墟俞蓟祭派翔酪袒程弛墩涸抗浸蚊俘执揪荆腐评防共与拥胡蒙瞎昧互战票红铣肚 一、追及、相遇模型111[1][1].11高中物理解题模型详解69高考物理解题模型目录第一章运动和力1一、 追及、相遇模型1二、先加速后减速模型4三、斜面模型6四、挂件模型11五、弹簧模型（动力学）18第二章圆周 运动20一、水平方向的圆盘模型20二、行星模型23第三章功和能1一、水平狄犀翁梆睁裙奥握剃抨仔蔑饥评呸群 特恰恫哺萄馏舒微栈稼牧蕾柄墟俞蓟祭派翔酪袒程弛墩涸抗浸蚊俘执揪荆腐评防共与拥胡蒙瞎昧互战票红铣肚 二、先加速后减速模型711[1][1].11高中物理解题模型详解69高考物理解题模型目录第一章运动和力1 一、追及、相遇模型1二、先加速后减速模型4三、斜面模型6四、挂件模型11五、弹簧模型（动力学）18第二章圆 周运动20一、水平方向的圆盘模型20二、行星模型23第三章功和能1一、水平狄犀翁梆睁裙奥握剃抨仔蔑饥评呸 群特恰恫哺萄馏舒微栈稼牧蕾柄墟俞蓟祭派翔酪袒程弛墩涸抗浸蚊俘执揪荆腐评防共与拥胡蒙瞎昧互战票红铣肚 三、斜面模型1111[1][1].11高中物理解题模型详解69高考物理解题模型目录第一章运动和力1一、追及、 相遇模型1二、先加速后减速模型4三、斜面模型6四、挂件模型11五、弹簧模型（动力学）18第二章圆周运动 20一、水平方向的圆盘模型20二、行星模型23第三章功和能1一、水平狄犀翁梆睁裙奥握剃抨仔蔑饥评呸群特恰 恫哺萄馏舒微栈稼牧蕾柄墟俞蓟祭派翔酪袒程弛墩涸抗浸蚊俘执揪荆腐评防共与拥胡蒙瞎昧互战票红铣肚 四、挂件模型1911[1][1].11高中物理解题模型详解69高考物理解题模型目录第一章运动和力1一、追及、 相遇模型1二、先加速后减速模型4三、斜面模型6四、挂件模型11五、弹簧模型（动力学）18第二章圆周运动 20一、水平方向的圆盘模型20二、行星模型23第三章功和能1一、水平狄犀翁梆睁裙奥握剃抨仔蔑饥评呸群特恰 恫哺萄馏舒微栈稼牧蕾柄墟俞蓟祭派翔酪袒程弛墩涸抗浸蚊俘执揪荆腐评防共与拥胡蒙瞎昧互战票红铣肚 五、弹簧模型（动力学）3111[1][1].11高中物理解题模型详解69高考物理解题模型目录第一章运动和 力1一、追及、相遇模型1二、先加速后减速模型4三、斜面模型6四、挂件模型11五、弹簧模型（动力学）18第 二章圆周运动20一、水平方向的圆盘模型20二、行星模型23第三章功和能1一、水平狄犀翁梆睁裙奥握剃抨仔 蔑饥评呸群特恰恫哺萄馏舒微栈稼牧蕾柄墟俞蓟祭派翔酪袒程弛墩涸抗浸蚊俘执揪荆腐评防共与拥胡蒙瞎昧互战票 红铣肚 第二章圆周运动3511[1][1].11高中物理解题模型详解69高考物理解题模型目录第一章运动和力1一、追及、相遇模型1二、先加速后减速模型4三、斜面模型6四、挂件模型11五、弹簧模型（动力学）18第二章圆周运动20一、水平方向的圆盘模型20二、行星模型23第三章功和能1一、水平狄犀翁梆睁裙奥握剃抨仔蔑饥评呸群特恰恫哺萄馏舒微栈稼牧蕾柄墟俞蓟祭派翔酪袒程弛墩涸抗浸蚊俘执揪荆腐评防共与拥胡蒙瞎昧互战票红铣肚

(完整版)高中物理解题技巧

物理快速解题技巧 技巧一、巧用合成法解题 【典例1】 一倾角为θ的斜面放一木块，木块上固定一支架，支架末端用丝线悬挂一小球，木块在斜面上下滑时，小球与木块相对静止共同运动，如图2-2-1所 示，当细线（1）与斜面方向垂直；（2）沿水平方向，求上述两种情况下木 块下滑的加速度. 解析：由题意可知小球与木块相对静止共同沿斜面运动，即小球与木块 有相同的加速度，方向必沿斜面方向.可以通过求小球的加速度来达到求解 木块加速度的目的. （1）以小球为研究对象，当细线与斜面方向垂直时，小球受重力mg 和细线的拉力T ，由题意可知，这两个力的合力必沿斜面向下，如图2-2-2 所示.由几何关系可知F 合=mgsin θ 根据牛顿第二定律有mgsin θ=ma 1 所以a 1=gsin （2）当细线沿水平方向时，小球受重力mg 和细线的拉力T ，由题意可知，这两个力的合力也必沿斜面向下，如图2-2-3所示.由几何关系可知F 合=mg /sin θ 根据牛顿第二定律有mg /sin θ=ma 2 所以a 2=g /sin θ. 【方法链接】 在本题中利用合成法的好处是相当于把三个力放在一个直角三角形中，则利用三角函数可直接把三个力联系在一起，从而很方便地进行力的定量计算或利用角边关系（大角对大边，直角三角形斜边最长，其代表的力最大）直接进行力的定性分析.在三力平衡中，尤其是有直角存在时，用力的合成法求解尤为简单；物体在两力作用下做匀变速直线运动，尤其合成后有直角存在时，用力的合成更为简单. 技巧二、巧用超、失重解题 【典例2】 如图2-2-4所示，A 为电磁铁，C 为胶木秤盘，A 和C （包括支架）的总质量为M ，B 为铁片，质量为m ，整个装置 用轻绳悬挂于O 点，当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻 绳上拉力F 的大小满足 A.F=Mg B.Mg ＜F ＜（M+m ）g C .F=（M+m ）g D.F ＞（M+m ）g 解析：以系统为研究对象，系统中只有铁片在电磁铁吸引下向上做加速运动，有向上的 θ 图2-2-1 θ mg T F 合 图2-2-2 θ mg F 合 T 图2-2-3 图2-2-4

(完整版)高中物理模型解题

高中物理模型解题 模型解题归类 一、刹车类问题 匀减速到速度为零即停止运动，加速度a突然消失，求解时要注意确定其实际运动时间。如果问题涉及到最后阶段（到速度为零）的运动，可把这个阶段看成反向、初速度为零、加速度不变的匀加速直线运动。 【题1】汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动，可以明显地看出滑动的痕迹，即常说的刹车线。由刹车线长短可以得知汽车刹车前的速度的大小，因此刹车线的长度是分析交通事故的一个重要依据。若汽车轮胎跟地面的动摩擦因数是0.7，刹车线长是14m，汽车在紧急刹车前的速度是否超过事故路段的最高限速50km/h？ 【题2】一辆汽车以72km/h速率行驶，现因故紧急刹车并最终终止运动，已知汽车刹车过程加速度的大小为5m/s2，则从开始刹车经过5秒汽车通过的位移是多大 二、类竖直上抛运动问题 物体先做匀加速运动，到速度为零后，反向做匀加速运动，加速过程的加速度与减速运动过程的加速度相同。此类问题要注意到过程的对称性，解题时可以分为上升过程和下落过程，也可以取整个过程求解。 【题1】一滑块以20m/s滑上一足够长的斜面，已知滑块加速度的大小为5m/s2，则经过5秒滑块通过的位移是多大？ 【题2】物体沿光滑斜面匀减速上滑，加速度大小为4m/s2，6s后又返回原点。那么下述结论正确的是（） A物体开始沿斜面上滑时的速度为12m/s B物体开始沿斜面上滑时的速度为10m/s C物体沿斜面上滑的最大位移是18m D物体沿斜面上滑的最大位移是15m 三、追及相遇问题 两物体在同一直线上同向运动时，由于二者速度关系的变化，会导致二者之间的距离的变化，出现追及相撞的现象。两物体在同一直线上相向运动时，会出现相遇的现象。解决此类问题的关键是两者的位移关系，即抓住：“两物体同时出现在空间上的同一点。分析方法有：物理分析法、极值法、图像法。常见追及模型有两个：速度大者（减速）追速度小者（匀速）、速度小者（初速度为零的匀加速直线运动）追速度大者（匀速）、 1、速度大者（减速）追速度小者（匀速）：（有三种情况）

高中物理解题方法整体法和隔离法

高中物理解题方法---整体法和隔离法 选择研究对象是解决物理问题的首要环节．在很多物理问题中，研究对象的选择方案是多样的，研究对象的选取方法不同会影响求解的繁简程度。合理选择研究对象会使问题简化，反之，会使问题复杂化，甚至使问题无法解决。隔离法与整体法都是物理解题的基本方法。 隔离法就是将研究对象从其周围的环境中隔离出来单独进行研究，这个研究对象可以是一个物体，也可以是物体的一个部分，广义的隔离法还包括将一个物理过程从其全过程中隔离出来。 整体法是将几个物体看作一个整体，或将看上去具有明显不同性质和特点的几个物理过程作为一个整体过程来处理。隔离法和整体法看上去相互对立，但两者在本质上是统一的，因为将几个物体看作一个整体之后，还是要将它们与周围的环境隔离开来的。 这两种方法广泛地应用在受力分析、动量定理、动量守恒、动能定理、机械能守恒等问题中。 对于连结体问题，通常用隔离法，但有时也可采用整体法。如果能够运用整体法，我们应该优先采用整体法，这样涉及的研究对象少，未知量少，方程少，求解简便；不计物体间相互作用的内力，或物体系内的物体的运动状态相同，一般首先考虑整体法。对于大多数动力学问题，单纯采用整体法并不一定能解决，通常采用整体法与隔离法相结合的方法。 一、静力学中的整体与隔离 通常在分析外力对系统的作用时，用整体法；在分析系统内各物体（各部分）间相互作用时，用隔离法．解题中应遵循“先整体、后隔离”的原则。 【例1】在粗糙水平面上有一个三角形木块a ，在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b 和c ，如图所示，已知m1＞m2，三木块均处于静止，则粗糙地面对于三角形木块（ ） A ．有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向右 B ．有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向左 C ．有摩擦力作用，但摩擦力的方向不能确定 D ．没有摩擦力的作用 【解析】由于三物体均静止，故可将三物体视为一个物体，它静止于水平面上，必无摩擦力作用，故选D ． 【点评】本题若以三角形木块a 为研究对象，分析b 和c 对它的弹力和摩擦力，再求其合力来求解，则把问题复杂化了．此题可扩展为b 、c 两个物体均匀速下滑，想一想，应选什么？ 【例2】有一个直角支架AOB ，AO 水平放置，表面粗糙，OB 竖直向下，表面光滑，AO 上套有小环P ，OB 上套有小环Q ，两环质量均为m ，两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连，并在某一位置平衡，如图。现将P 环向左移一小段距离，两 环再次 A O B P Q

高中物理模型-水平方向上的碰撞弹簧模型

模型组合讲解——水平方向上的碰撞+弹簧模型 ［模型概述］ 在应用动量守恒、机械能守恒、功能关系和能量转化等规律考查学生的综合应用能力时，常有一类模型，就是有弹簧参与，因弹力做功的过程中弹力是个变力，并与动量、能量联系，所以分析解决这类问题时，要细致分析弹簧的动态过程，利用动能定理和功能关系等知识解题。 ［模型讲解］ 一、光滑水平面上的碰撞问题 例1. 在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球A 、B ，质量都为m ，现B 球静止，A 球向B 球运动，发生正碰。已知碰撞过程中总机械能守恒，两球压缩最紧时的弹性势能为E P ，则碰前A 球的速度等于（ ） A. m E P B. m E P 2 C. m E P 2 D. m E P 22 解析：设碰前A 球的速度为v 0，两球压缩最紧时的速度为v ，根据动量守恒定律得出 mv mv 20=，由能量守恒定律得220 )2(21 21v m E mv P +=，联立解得m E v P 20=，所以正确选项为C 。 二、光滑水平面上有阻挡板参与的碰撞问题 例 2. 在原子核物理中，研究核子与核子关联的最有效途径是“双电荷交换反应”。这 类反应的前半部分过程和下述力学模型类似，两个小球A 和B 用轻质弹簧相连，在光滑的水平直轨道上处于静止状态，在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P ，右边有一小球C 沿轨道以速度v 0射向B 球，如图1所示，C 与B 发生碰撞并立即结成一个整体D ，在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变，然后，A 球与挡板P 发生碰撞，碰后A 、D 都静止不动，A 与P 接触而不粘连，过一段时间，突然解除锁定（锁定及解除锁定均无机械能损失），已知A 、B 、C 三球的质量均为m 。 图1 （1）求弹簧长度刚被锁定后A 球的速度。 （2）求在A 球离开挡板P 之后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能。 解析：（1）设C 球与B 球粘结成D 时，D 的速度为v 1，由动量守恒得1 0)(v m m mv +=当弹簧压至最短时，D 与A 的速度相等，设此速度为v 2，由动量守恒得2132mv mv =，由

高考物理复习高中物理解题方法归类总结高中物理例题解析,原来还有这么巧妙的方法!

高考物理复习高中物理解题方法归类总结 (高中物理例题解析) 方法一：图像法解题 一、方法简介 图像法是根据题意把抽像复杂的物理过程有针对性地表示成物理图像，将物理量间的代数关系转变为几何关系，运用图像直观、形像、简明的特点，来分析解决物理问题，由此达到化难为易、化繁为简的目的． 高中物理学习中涉及大量的图像问题，运用图像解题是一种重要的解题方法．在运用图像解题的过程中，如果能分析有关图像所表达的物理意义，抓住图像的斜率、截距、交点、面积、临界点等几个要点，常常就可以方便、简明、快捷地解题． 二、典型应用 1．把握图像斜率的物理意义

在v-t图像中斜率表示物体运动的加速度，在s-t图像中斜率表示物体运动的速度，在U-I图像中斜率表示电学元件的电阻，不同的物理图像斜率的物理意义不同． 2．抓住截距的隐含条件 图像中图线与纵、横轴的截距是另一个值得关注的地方，常常是题目中的隐含条件． 例1、在测电池的电动势和内电阻的实验中，根据得出的一组数据作出U-I图像，如图所示，由图像得出电池的电动势E=______ V，内电阻r=_______ Ω. 【解析】电源的U-I图像是经常碰到的，由图线与纵轴的截距容易得出电动势E=1.5 V，图线与横轴的截距0．6 A是路端电压为0．80伏特时的电流，(学生在这里常犯的错误是把图线与横轴的截距0．6 A当作短路电流，而得出r=E/I 短=2.5Ω的错误结论．)故电源的内阻为:r=△U/△I=1.2Ω 3．挖掘交点的潜在含意

一般物理图像的交点都有潜在的物理含意，解题中往往又是一个重要的条件，需要我们多加关注．如：两个物体的位移图像的交点表示两个物体“相遇”． 例2、A、B两汽车站相距60 km，从A站每隔10 min向B站开出一辆汽车，行驶速度为60 km／h．(1)如果在A站第一辆汽车开出时，B站也有一辆汽车以同样大小的速度开往A站，问B站汽车在行驶途中能遇到几辆从A站开出的汽车?(2)如果B站汽车与A站另一辆汽车同时开出，要使B站汽车在途中遇到从A站开出的车数最多，那么B站汽车至少应在A站第一辆车开出多长时间后出发(即应与A站第几辆车同时开出)?最多在途中能遇到几辆车?(3)如果B站汽车与A站汽车不同时开出，那么B站汽车在行驶途中又最多能遇到几辆车? 【解析】依题意在同一坐标系中作出分别从A、B站由不同时刻开出的汽车做匀速运动的s一t图像，如图所示． 从图中可一目了然地看出：(1)当B站汽车与A站第一辆汽车同时相向开出时，B站汽车的s一t图线CD与A站汽车的s-t图线有6个交点(不包括在t轴上的交点)，这表明B站汽车在途中(不包括在站上)能遇到6辆从A站开出的汽车．(2)要使B站汽车在途中遇到的车最多，它至少应在A站第一辆车开出50 min后出发，即应与A站第6辆车同时开出此时对应B站汽车的s—t图线MN与A 站汽车的s一t图线共有11个交点(不包括t轴上的交点)，所以B站汽车在途中(不包括在站上)最多能遇到1l辆从A站开出的车．(3)如果B站汽车与A站汽

高中常用物理模型及解题思路

高中常用物理模型及解题思路 ◆1.连接体模型：是指运动中几个物体或叠放在一起、或并排挤放在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组。解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法。 整体法是指连接体内的物体间无相对运动时,可以把物体组作为整体，对整体用牛二定律列方程 隔离法是指在需要求连接体内各部分间的相互作用(如求相互间的压力或相互间的摩擦力等)时，把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法。 连接体的圆周运动：两球有相同的角速度；两球构成的系统机械能守恒(单个球机械能不守恒) 与运动方向和有无摩擦(μ相同)无关，及与两物体放置的方式都无关。 平面、斜面、竖直都一样。只要两物体保持相对静止 记住：N= 211212 m F m F m m ++ (N 为两物体间相互作用力), 一起加速运动的物体的分子m 1F 2和m 2F 1两项的规律并能应用?F 2 12m m m N += 讨论：①F 1≠0；F 2=0 122F=(m +m )a N=m a N= 2 12 m F m m + ② F 1≠0；F 2≠0 N= 211212 m F m m m F ++ (20F =就是上面的情 况) F=211221m m g)(m m g)(m m ++ F=122112 m (m )m (m gsin )m m g θ++ F=A B B 12 m (m )m F m m g ++ F 1>F 2 m 1>m 2 N 1

高中物理知识点总结和常用解题方法(带例题)

一、静力学： 1．几个力平衡，则一个力是与其它力合力平衡的力。 2．两个力的合力：F(max)-F(min)≤F合≤F(max)+F(min)。三个大小相等的共面共点力平衡，力之间的夹角为120°。 3．力的合成和分解是一种等效代换，分力与合力都不是真实的力，求合力和分力是处理力学问题时的一种方法、手段。 4．三力共点且平衡，则:F1/sinα1=F2/sinα2=F3/sinα3（拉密定理,对比一下正弦定理） 文字表述:三个力作用于物体上达到平衡时，则三个力应在同一平面内，其作用线必交于一点，且每一个力必和其它两力间夹角之正弦成正比5．物体沿斜面匀速下滑，则u=tanα6．两个一起运动的物体“刚好脱离”时：貌合神离，弹力为零。此时速度、加速度相等，此后不等。 7．轻绳不可伸长，其两端拉力大小相等，线上各点张力大小相等。因其形变被忽略，其拉力可以发生突变，“没有记忆力”。 8．轻弹簧两端弹力大小相等，弹簧的弹力不能发生突变。 9．轻杆能承受纵向拉力、压力，还能承受横向力。力可以发生突变，“没有记忆力”。 10、轻杆一端连绞链，另一端受合力方向：沿杆方向。 11、“二力杆”（轻质硬杆）平衡时二力必沿杆方向。 12、绳上的张力一定沿着绳子指向绳子收缩的方向。13、支持力（压力）一定垂直支持面指向被支持（被压）的物体，压力N不一定等于重力G。14、两个分力F1和F2的合力为F，若已知合力（或一个分力）的大小和方向，又知另一个分力（或合力）的方向，则第三个力与已知方向不知大小的那个力垂直时有最小值。 15、已知合力不变，其中一分力F1大小不变，分析其大小，以及另一分力F2。

高中物理解题模型详解总结

高考物理解题模型 目录 第一章运动和力................................................. 一、追及、相遇模型............................................ 二、先加速后减速模型.......................................... 三、斜面模型................................................. 四、挂件模型................................................. 五、弹簧模型（动力学）........................................ 第二章圆周运动................................................. 一、水平方向的圆盘模型........................................ 二、行星模型................................................. 第三章功和能 ................................................... 一、水平方向的弹性碰撞........................................ 二、水平方向的非弹性碰撞...................................... 三、人船模型................................................. 四、爆炸反冲模型 ............................................. 第四章力学综合................................................. 一、解题模型： ............................................... 二、滑轮模型................................................. 三、渡河模型................................................. 第五章电路...................................................... 一、电路的动态变化............................................ 二、交变电流................................................. 第六章电磁场 ................................................... 一、电磁场中的单杆模型........................................ 二、电磁流量计模型............................................ 三、回旋加速模型 ............................................. 四、磁偏转模型 ...............................................

高中物理解题方法大全

高中物理解题方法大全物理题解常用的两种方法： 分析法的特点是从待求量出发，追寻待求量公式中每一个量的表达式，(当然结合题目所给的已知量追寻)，直至求出未知量。这样一种思维方式“目标明确”，是一种很好的方法应当熟练掌握。 综合法，就是“集零为整”的思维方法，它是将各个局部（简单的部分）的关系明确以后，将各局部综合在一起，以得整体的解决。 综合法的特点是从已知量入手，将各已知量联系到的量（据题目所给条件寻找）综合在一起。 实际上“分析法”和“综合法”是密不可分的，分析的目的是综合，综合应以分析为基础，二者相辅相成。 正确解答物理题应遵循一定的步骤 第一步：看懂题。所谓看懂题是指该题中所叙述的现象是否明白?不可能都不明白，不懂之处是哪？哪个关键之处不懂？这就要集中思考“难点”，注意挖掘“隐含条件。”要养成这样一个习惯：不懂题，就不要动手解题。 若习题涉及的现象复杂，对象很多，须用的规律较多，关系复杂且隐蔽，这时就应当将习题“化整为零”，将习题化成几个过程，就每一过程进行分析。 第二步：在看懂题的基础上，就每一过程写出该过程应遵循的规律，而后对各个过程组成的方程组求解。 第三步：对习题的答案进行讨论．讨论不仅可以检验答案是否合理，还能使读者获得进一步的认识，扩大知识面。 一、静力学问题解题的思路和方法 1.确定研究对象：并将“对象”隔离出来-。必要时应转换研究对象。这种转换，一种情况是换为另一物体，一种情况是包括原“对象”只是扩大范围，将另一物体包括进来。 2.分析“对象”受到的外力，而且分析“原始力”，不要边分析，边处理力。以受力图表示。 3.根据情况处理力，或用平行四边形法则，或用三角形法则，或用正交分解法则，提高力合成、分解的目的性，减少盲目性。 4.对于平衡问题，应用平衡条件∑F＝0，∑M＝0，列方程求解，而后讨论。 5.对于平衡态变化时，各力变化问题，可采用解析法或图解法进行研究。 静力学习题可以分为三类： ①力的合成和分解规律的运用。 ②共点力的平衡及变化。 ③固定转动轴的物体平衡及变化。 认识物体的平衡及平衡条件 对于质点而言，若该质点在力的作用下保持静止或匀速直线运动，即加速度α为零，则称为平衡，欲使质点平衡须有∑F＝0。若将各力正交分解则有：∑F X＝0，∑F Y＝0 。 对于刚体而言，平衡意味着，没有平动加速度即α＝0，也没有转动加速度即β＝0（静

高考物理解题模型总结(完整资料).doc

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目录 第一章运动和力 (1) 一、追及、相遇模型 (1) 二、先加速后减速模型 (3) 三、斜面模型 (6) 四、挂件模型 (10) 五、弹簧模型（动力学） (17) 第二章圆周运动 (19) 一、水平方向的圆盘模型 (19) 二、行星模型 (21) 第三章功和能 (1) 一、水平方向的弹性碰撞 (1) 二、水平方向的非弹性碰撞 (5) 三、人船模型 (8) 四、爆炸反冲模型 (11) 第四章力学综合 (13) 一、解题模型： (13) 二、滑轮模型 (18) 三、渡河模型 (21) 第五章电路 (1) 一、电路的动态变化 (1) 二、交变电流 (6) 第六章电磁场 (1) 一、电磁场中的单杆模型 (1) 二、电磁流量计模型 (7) 三、回旋加速模型 (9)

四、磁偏转模型 .......................................................................................

一、追及、相遇模型 模型讲解： 1． 火车甲正以速度v 1向前行驶，司机突然发现前方距甲d 处有火 车乙正以较小速度v 2同向匀速行驶，于是他立即刹车，使火车做匀减速运动。为了使两车不相撞，加速度a 应满足什么条件？ 解析：设以火车乙为参照物，则甲相对乙做初速为)(21v v -、加速度为a 的匀减速运动。若甲相对乙的速度为零时两车不相撞，则此后就不会相撞。因此，不相撞的临界条件是：甲车减速到与乙车车速相同时，甲相对乙的位移为d 。 即：d v v a ad v v 2)(2)(02 212 21-= -=--，， 故不相撞的条件为d v v a 2)(2 21-≥ 2.甲、乙两物体相距s ，在同一直线上同方向做匀减速运动，速度减为零后就保持静止不动。甲物体在前，初速度为v 1，加速度大小为a 1。乙物体在后，初速度为v 2，加速度大小为a 2且知v 1

高中物理40个解题模型

高中物理知识点总结必知的高中物理40个解题模型 1、'皮带'模型:摩擦力,牛顿运动定律,功能及摩擦生热等问题. 2、'斜面'模型:运动规律,三大定律,数理问题. 3、'运动关联'模型:一物体运动的同时性,独立性,等效性,多物体参与的独立性和时空联系. 4、'人船'模型:动量守恒定律,能量守恒定律,数理问题. 5、'子弹打木块'模型:三大定律,摩擦生热,临界问题,数理问题. 6、'爆炸'模型:动量守恒定律,能量守恒定律. 7、'单摆'模型:简谐运动,圆周运动中的力和能问题,对称法,图象法. 8.电磁场中的'双电源'模型:顺接与反接,力学中的三大定律,闭合电路的欧姆定律.电磁感应定律. 9.交流电有效值相关模型:图像法,焦耳定律,闭合电路的欧姆定律,能量问题. 10、'平抛'模型:运动的合成与分解,牛顿运动定律,动能定理(类平抛运动). 11、'行星'模型:向心力(各种力),相关物理量,功能问题,数理问题(圆心.半径.临界问题). 12、'全过程'模型:匀变速运动的整体性,保守力与耗散力,动量守恒定律.动能定理.全过程整体法. 13、'质心'模型:质心(多种体育运动),集中典型运动规律,力能角度. 14、'绳件.弹簧.杆件'三件模型:三件的异同点,直线与圆周运动中的动力学问题和功能问题. 15、'挂件'模型:平衡问题,死结与活结问题,采用正交分解法,图解法,三角形法则和极值法. 16、'追碰'模型:运动规律,碰撞规律,临界问题,数学法(函数极值法.图像法等)和物理方法(参照物变换法.守恒法)等. 17.'能级'模型:能级图,跃迁规律,光电效应等光的本质综合问题. 18.远距离输电升压降压的变压器模型. 19、'限流与分压器'模型:电路设计,串并联电路规律及闭合电路的欧姆定律,电能,电功率,实际应用. 20、'电路的动态变化'模型:闭合电路的欧姆定律,判断方法和变压器的三个制约问题. 21、'磁流发电机'模型:平衡与偏转,力和能问题. 22、'回旋加速器'模型:加速模型(力能规律),回旋模型(圆周运动),数理问题. 23、'对称'模型:简谐运动(波动),电场,磁场,光学问题中的对称性,多解性,对称性. 24、电磁场中的单杆模型:棒与电阻,棒与电容,棒与电感,棒与弹簧组合,平面导轨,竖直导轨等,处理角度为力电角度,电学角度,力能角度。 25、传送带模型：摩擦力,牛顿运动定律,功能及摩擦生热等问题。 26、追及相遇模型：运动规律,临界问题,时间位移关系问题,数学法(函数极值法。图像法等) 27、挂件模型：平衡问题,死结与活结问题,采用正交分解法,图解法,三角形法则和极值法。 28、斜面模型：受力分析,运动规律,牛顿三大定律,数理问题。 29、“绳子、弹簧、轻杆”三模型：三件的异同点,直线与圆周运动中的动力学问题和功能问题。 30、行星模型：向心力(各种力),相关物理量,功能问题,数理问题(圆心。半径。临界问题)。 3、抛体模型：运动的合成与分解,牛顿运动定律,动能定理(类平抛运动)。 31、“回旋加速器”模型：加速模型(力能规律),回旋模型(圆周运动),数理问题。 32、“磁流发电机”模型：平衡与偏转,力和能问题。 33、“电路的动态变化”模型：闭合电路的欧姆定律,判断方法和变压器的三个制约问题。 34、“限流与分压器”模型：电路设计,串并联电路规律及闭合电路的欧姆定律,电能,电功率,实际应用。 35、电磁场中的单杆模型：棒与电阻,棒与电容,棒与电感,棒与弹簧组合,平面导轨,竖直导轨等,处理角度为力电角度,电学角度,力能角度。 36、交流电有效值相关模型：图像法,焦耳定律,闭合电路的欧姆定律,能量问题。 37、“对称”模型：简谐运动(波动),电场,磁场,光学问题中的对称性,多解性,对称性。 38、“单摆”模型：简谐运动,圆周运动中的力和能问题,对称法,图象法。 39、“爆炸”模型：动量守恒定律,能量守恒定律。 40、“能级”模型：能级图,跃迁规律,光电效应等光的本质综合问题。

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【最新整理，下载后即可编辑】 一.行星模型 ［模型概述］ 所谓“行星”模型指卫星绕中心天体，或核外电子绕原子旋转。它们隶属圆周运动，但涉及到力、电、能知识，属于每年高考必考内容。 ［模型要点］ 人造卫星的运动属于宏观现象，氢原子中电子的运动属于微观现象，由于支配卫星和电子运动的力遵循平方反比律，即21F r ∝ ，故它们在物理模型上和运动规律的描述上有相似点。 一. 线速度与轨道半径的关系 设地球的质量为M ，卫星质量为m ，卫星在半径为r 的轨道上运行，其线速度为v ，可知22GMm v m r r =，从而v =设质量为'm 、带电量为e 的电子在第n 条可能轨道上运动，其线速度大小为v ，则有222n n ke v m r r =，从而1v v =∝即 可见，卫星或电子的线速度都与轨道半径的平方根成反比 二. 动能与轨道半径的关系 卫星运动的动能，由22GMm v m r r =得12k k GMm E E r r =∝即，氢原子核外电子运

动的动能为：21 2k k n n ke E E r r =∝即，可见，在这两类现象中，卫星与电子的动能 都与轨道半径成反比 三. 运动周期与轨道半径的关系 对卫星而言，212224m m G mr r T π=，得232234,r T T r GM π=∝即.(同理可推导V 、a 与 半径的关系。对电子仍适用) 四. 能量与轨道半径的关系 运动物体能量等于其动能与势能之和，即k p E E E =+，在变轨问题中， 从离地球较远轨道向离地球较近轨道运动，万有引力做正功，势能减少，动能增大，总能量减少。反之呢? 五. 地球同步卫星 1. 地球同步卫星的轨道平面：非同步人造地球卫星其轨道平面可与地轴有任意夹角且过地心，而同步卫星一定位于赤道的正上方 2. 地球同步卫星的周期：地球同步卫星的运转周期与地球自转周期相同。 3. 地球同步卫星的轨道半径：据牛顿第二定律 有2002,GMm m r r r ωω==得与地球自转角速度相同，所以地球同步卫星的轨道半径一定,其离地面高度也是一定的 4. 地球同步卫星的线速度：为定值，绕行方向与地球自转方向相同 ［误区点拨］ 天体运动问题：人造卫星的轨道半径与中心天体半径的区别；人造卫星的发射速度和运行速度；卫星的稳定运行和变轨运动；赤道上的物体与近地卫星的区别；卫星与同步卫星的区别 人造地球卫星的发射速度是指把卫星从地球上发射出去的速度，速度越大，发射得越远，发射的最小速度，混淆连续物和卫星群：连续物是指和天体连在一起的物体，其角速度和天体相同，双星系统中的向心力中的距离与圆周运动中的距离的差别 二.等效场模型 ［模型概述］ 复合场是高中物理中的热点问题，常见的有重力场与电场、重力场与

高中物理模型24 活塞封闭气缸模型(解析版)

高中物理模型24 活塞封闭气缸(原卷版) 1.常见类型 (1)气体系统处于平衡状态,需综合应用气体实验定律和物体的平衡条件解题。 (2)气体系统处于力学非平衡状态,需要综合应用气体实验定律和牛顿运动定律解题。 (3)封闭气体的容器(如汽缸、活塞)与气体发生相互作用的过程中,如果满足守恒定律的适用条件,可根据相应的守恒定律解题。 (4)两个或多个汽缸封闭着几部分气体,并且汽缸之间相互关联的问题,解答时应分别研究各部分气体,找出它们各自遵循的规律,并写出相应的方程,还要写出各部分气体之间压强或体积的关系式,最后联立求解。 2.解题思路 (1)弄清题意,确定研究对象,一般地说,研究对象分两类:一类是热学研究对象(一定质量的理想气体);另一类是力学研究对象(汽缸、活塞或某系统)。 (2)分析清楚题目所述的物理过程,对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程,依据气体实验定律列出方程;对力学研究对象要正确地进行受力分析,依据力学规律列出方程。 (3)注意挖掘题目的隐含条件,如几何关系等,列出辅助方程。 (4)多个方程联立求解。对求解的结果应注意检验它们的合理性。 多个系统相互联系的一定质量气体问题,往往以压强建立起系统间的关系,各系统独立进行状态分析,要确定每个研究对象的变化性质,分别应用相应的实验定律,并充分应用各研究对象之间的压强、体积、温度等量的有效关联,若活塞可自由移动,一般要根据活塞平衡确定两部分气体的压强关系。 【典例1】如图所示,足够长的圆柱形汽缸竖直放置,其横截面积为1×10-3m2,汽缸内有质量m=2 kg的活塞,活塞与汽缸壁封闭良好,不计摩擦。开始时活塞被销子K销于如图所示位置,离缸底12 cm,此时汽缸内被封闭气体的压强为1.5×105 Pa,温度为300 K。外界大气压强p0=1.0×105 Pa,g=10 m/s2。 (1)现对密闭气体加热,当温度升到400 K时,其压强为多大? (2)若在(1)的条件下拔去销子K,活塞开始向上运动,当它最后静止在某一位置时,汽缸内气体的温度为360 K,则这时活塞离缸底的距离为多少? 【变式训练1】如图，柱形容器内用不漏气的轻质绝热活塞封闭一定量的理想气体，容器外包裹保温材料。开始时活塞至容器底部的高度为H1，容器内气体温度与外界温度相等。在活塞上逐步加上多个砝码后，活塞下降到距容器底部H2处，气体温度升高了△T；然后取走容器外的保温材料，活塞位置继续下降，最后静止于距容器底部H3处：已知大气压强为p0。求：气体最后的压强与温度。 【典例2】如图，在水平放置的刚性气缸内用活塞封闭两部分气体A和B，质量一定的两活塞用杆连接。气缸内两活塞之间保持真空，活塞与气缸璧之间无摩擦，左侧活塞面积较大，A、B的初始温度相同。略抬高气缸左端使之倾斜，再使A、B升高相同温度，气体最终达到稳定状态。若始末状态A、B的压强变化量△p A、△p B均大于零，对活塞压力的变化量为△F A、△F B，则 (A)A体积增大(B)A体积减小(C) △F A △F B(D)△p A<△p B 【变式训练2】如图，绝热气缸A与导热气缸B均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦。两气 缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为 V、温度均为 T。缓慢加热A中气体，停止加热达到稳定后， A中气体压强为原来的1.2倍。设环境温度始终保持不变，求气缸A中气体的体积 A V和温度 A T。 【典例3】(2019南昌二中1月质检)如图所示,两个截面积均为S的圆柱形容器,左右两边容器的高均为H,右边容器上端封闭,左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的轻活塞(重力不计),两容器由装有阀门的极细管道(体积忽略不计)相连通。开始时阀门关闭,左边容器中装有热力学温度为T0的理想气体,平衡时活塞到容器底的距离为H,右边容器内为真空。现将阀门缓慢打开,活塞便缓慢下降,直至系统达到平衡,此时被封闭气体的热力学温度为T,且T>T0。求此过程中外界对气体所做的功。已知大气压强为p0。 【变式训练3】汽缸由两个横截面不同的圆筒连接而成,活塞A、B被轻质刚性细杆连接在一起,活塞可无摩擦移动,活塞A、B的质量分别为m1=24 kg、m2=16 kg,横截面积分别为S1=6.0×10-2 m2,S2=4.0×10-2 m2,一定质量的理想气体被封

高中物理解题常用经典模型

1、"皮带"模型:摩擦力.牛顿运动定律.功能及摩擦生热等问题. 2、"斜面"模型:运动规律.三大定律.数理问题. 3、"运动关联"模型:一物体运动的同时性.独立性.等效性.多物体参与的独立性和时空联系. 4、"人船"模型:动量守恒定律.能量守恒定律.数理问题. 5、"子弹打木块"模型:三大定律.摩擦生热.临界问题.数理问题. 6、"爆炸"模型:动量守恒定律.能量守恒定律. 7、"单摆"模型:简谐运动.圆周运动中的力和能问题.对称法.图象法. 8.电磁场中的"双电源"模型:顺接与反接.力学中的三大定律.闭合电路的欧姆定律.电磁感应定律. 9.交流电有效值相关模型:图像法.焦耳定律.闭合电路的欧姆定律.能量问题. 10、"平抛"模型:运动的合成与分解.牛顿运动定律.动能定理(类平抛运动). 11、"行星"模型:向心力(各种力).相关物理量.功能问题.数理问题(圆心.半径.临界问题). 12、"全过程"模型:匀变速运动的整体性.保守力与耗散力.动量守恒定律.动能定理.全过程整体法. 13、"质心"模型:质心(多种体育运动).集中典型运动规律.力能角度. 14、"绳件.弹簧.杆件"三件模型:三件的异同点,直线与圆周运动中的动力学问题和功能问题. 15、"挂件"模型:平衡问题.死结与活结问题,采用正交分解法,图解法,三角形法则和极值法. 16、"追碰"模型:运动规律.碰撞规律.临界问题.数学法(函数极值法.图像法等)和物理方法(参照物变换法.守 恒法)等. 17."能级"模型:能级图.跃迁规律.光电效应等光的本质综合问题. 18.远距离输电升压降压的变压器模型. 19、"限流与分压器"模型:电路设计.串并联电路规律及闭合电路的欧姆定律.电能.电功率.实际应用.