物理模型的建立 运动学模型 【模型概述】在近年的高考中对各类运动的整合度有所加强,如直线运动之间整合,曲线运动与直线运动整合等,不管如何整合,我们都可以看到共性的东西,就是围绕着运动的同时性、独立性而进行
【模型回顾】一、两种直线运动模型匀速直线运动:两种方法(公式法与图象法)匀变速直线运动:,几个推论、比值、两个中点速度和一个v-t 图象
特例 1:自由落体运动为初速度为 0 的匀加速直线运动,a=g;机械能守恒
特例 2:竖直上抛运动为有一个竖直向上的初速度 v0;运动过程中只受重力作用,加速度为竖直向下的重力加速度 g
特点:时间对称()、速率对称();机械能守恒
二、两种曲线运动模型平抛运动:水平匀速、竖直方向自由落体匀速圆周运动:【模型讲解】一、匀速直线运动与匀速直线运动组合例 1
一路灯距地面的高度为 h,身高为 的人以速度 v 匀速行走,如图 1 所示
(1)试证明人的头顶的影子作匀速运动;(2)求人影的长度随时间的变化率
图 1解法 1:(1)设 t=0 时刻,人位于路灯的正下方 O 处,在时刻 t,人走到 S 处,根据题意有OS=vt,过路灯 P 和人头顶的直线与地面的交点 M 为 t 时刻人头顶影子的位置,如图 2 所示
OM 为人头顶影子到 O 点的距离
图 2由几何关系,有联立解得因 OM 与时间 t 成正比,故人头顶的影子作匀速运动
(2)由图 2 可知,在时刻 t,人影的长度为 SM,由几何关系,有 SM=OM-OS,由以上各式得可见影长 SM 与时间 t 成正比,所以影长随时间的变化率
评点:本题由生活中的影子设景,以光的直进与人匀速运动整合立意
解题的核心是利用时空将两种运动组合,破题的难点是如何借助示意图将动态过程静态化,运用几何知识解答
二、匀速直线运动与匀速圆周运动组合例 2
一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动,在圆盘上沿半径开有一条宽