高中物理常见考点及例题简解

高中物理常见考点题型1 直线运动问题题型概述：直线运动问题是高考的热点，可以单独考查，也可以与其他知识综合考查.单独考查若出现在选择题中，则重在考查基本概念，且常与图像结合;在计算题中常出现在第一个小题，难度为中等，常见形式为单体多过程问题和追及相遇问题.思维模板：解图像类问题关键在于将图像与物理过程对应起来，通过图像的坐标轴、关键点、斜率、面积等信息，对运动过程进行分析，从而解决问题;对单体多过程问题和追及相遇问题应按顺序逐步分析，再根据前后过程之间、两个物体之间的联系列出相应的方程，从而分析求解，前后过程的联系主要是速度关系，两个物体间的联系主要是位移关系.例题：如图所示，水平传送带以v ＝2 m/s 的速度匀速前进，上方漏斗中以每秒50 kg 的速度把煤粉竖直抖落到传送带上，然后一起随传送带运动．如果要使传送带保持原来的速度匀速前进，则传送带的电动机应增加的功率为( )A ．100 WB ．200 WC ．500 WD ．无法确定【解析】漏斗均匀持续将煤粉抖落在传送带上，每秒钟有50 kg 的煤粉被加速至2 m/s ，故每秒钟传送带的电动机应多做的功为：ΔW ＝ΔE k ＋Q ＝12m v 2＋f ·Δs ＝m v 2＝200 J 故传送带的电动机应增加的功率ΔP ＝ΔW t＝200 W ． [答案] B题型2 物体的动态平衡问题题型概述：物体的动态平衡问题是指物体始终处于平衡状态，但受力不断发生变化的问题.物体的动态平衡问题一般是三个力作用下的平衡问题，但有时也可将分析三力平衡的方法推广到四个力作用下的动态平衡问题.思维模板：常用的思维方法有两种.(1)解析法：解决此类问题可以根据平衡条件列出方程，由所列方程分析受力变化;(2)图解法：根据平衡条件画出力的合成或分解图，根据图像分析力的变化.例题：如图所示，将质量为m 的滑块放在倾角为θ的固定斜面上．滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ．若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g ，则 ( )A ．将滑块由静止释放，如果μ＞tan θ，滑块将下滑B ．给滑块沿斜面向下的初速度，如果μ＜tan θ，滑块将减速下滑C ．用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果μ＝tan θ，则拉力大小应是2mg sin θD ．用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果μ＝tan θ，则拉力大小应是mg sin θ【解析】对于静止置于斜面上的滑块，可沿斜面下滑的条件为mg sin θ＞μmg cos θ；同理，当mg sin θ＜μmg cos θ时，具有初速度下滑的滑块将做减速运动，选项A 、B 错误；当μ＝tan θ 时，滑块与斜面之间的动摩擦力f ＝mg sin θ，由平衡条件知，使滑块匀速上滑的拉力F ＝2mg sin θ，选项C 正确、D 错误．[答案] C题型3 运动的合成与分解问题题型概述：运动的合成与分解问题常见的模型有两类.一是绳(杆)末端速度分解的问题，二是小船过河的问题，两类问题的关键都在于速度的合成与分解.思维模板：(1)在绳(杆)末端速度分解问题中，要注意物体的实际速度一定是合速度，分解时两个分速度的方向应取绳(杆)的方向和垂直绳(杆)的方向;如果有两个物体通过绳(杆)相连，则两个物体沿绳(杆)方向速度相等.(2)小船过河时，同时参与两个运动，一是小船相对于水的运动，二是小船随着水一起运动，分析时可以用平行四边形定则，也可以用正交分解法，有些问题可以用解析法分析，有些问题则需要用图解法分析.例题：如图所示，在水平桌面上叠放着质量均为M 的A 、B 两块木板，在木板A 的上面放着一个质量为m 的物块C ，木板和物块均处于静止状态．A 、B 、C 之间以及B 与地面之间的动摩擦因数都为μ．若用水平恒力F 向右拉动木板A ，使之从C 、B 之间抽出来，已知重力加速度为g ，则拉力F 的大小应该满足的条件是(已知最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力)( )A ．F ＞μ(2m ＋M )gB ．F ＞μ(m ＋2M )gC ．F ＞2μ(m ＋M )gD ．F ＞2μmg【解析】无论F 多大，摩擦力都不能使B 向右滑动，而滑动摩擦力能使C 产生的最大加速度为μg ，故F －μmg －μ(m ＋M )g M＞μg 时，即F ＞2μ(m ＋M )g 时A 可从B 、C 之间抽出． [答案] C例题：如图甲所示，质量m 1＝2.0 kg 的物块A 随足够长的水平传送带一起匀速运动，传送带的速度大小v 带＝3.0 m/s ，方向如图所示；在A 的右侧L ＝2.5 m 处将质量m 2＝3.0 kg 的物块B 无初速度放上传送带．已知在A 、B 碰后瞬间B 相对传送带的速度大小为1.0 m/s ，之后当其中某一物块相对传送带的速度为零时，传送带立即以大小为2.0 m/s 2的加速度制动，最后停止运动．传送带的运动情况不受物块A 、B 的影响，且A 、B 碰撞的时间极短．设两物块与传送带间的动摩擦因数均为μ＝0.10．求：甲(1)物块B 刚开始滑动时的加速度．(2)碰撞后两物块的速度．(3)两物块间的最大距离．【解析】(1)物块B 刚开始滑动时，加速度为：a ＝μm 2g m 2＝μg ＝1 m/s 2，方向向右． (2分) (2)设经t 1时间，A 、B 两物块相碰，有：12at 21＋L ＝v 带t 1 解得：t 1＝1 s ，t 1′＝5 s(由上述分析可知，t 1′不合题意，舍去)碰前B 的速度v 2＝at 1＝1 m/s (2分)由题意可知：碰后B 的速度v 2′＝2 m/s 或v 2″＝4 m/s由动量守恒定律得：m 1v 带＋m 2v 2＝m 1v 1′＋m 2v 2′m 1v 带＋m 2v 2＝m 1v 1″＋m 2v 2″解得：碰后A 的速度v 1′＝1.5 m/s 或v 1″＝－1.5 m/s检验：由于12m 1v 2带＋12m 2v 22＜12m 1v 1′2＋12m 2v 2″2 故v 1″＝－1.5 m/s 、v 2″＝4 m/s 这组数据舍去所以碰后A 的速度v 1′＝1.5 m/s ，方向向右；B 的速度v 2′＝2 m/s ，方向向右． (3分)(3)因碰后两物块均做加速度运动，加速度都为a ＝1 m/s 2，所以B 的速度先达到与传送带相同速度，设B 达到与传送带速度相同的时间为t 2．乙有：v 带＝v 2′＋at 2，t 2＝1 s此时A 的速度v 3＝v 1′＋at 2＝2.5 m/s ＜v 带 故从t 2之后A 继续加速运动，B 和传送带开始减速运动，直到A 和传送达到某个共同速度v 4后，A 所受的摩擦力换向，才开始减速运动．设A 继续加速度的时间为t 3，则：v 4＝v 3＋at 3＝v 带－a 带t 3，t 3＝16s A 的速度v 4＝v 3＋at 3＝83m/s (2分) 此时B 的速度v 5＝v 带－at 3＝176m/s ，之后A 、B 均做减速运动，因为在整个过程中B 的速度始终大于A 的速度，所以当A 、B 都静止时两物块间的距离最大． (1分)B 碰后运动的总位移s 2＝v 2带－v 2′22a ＋0－v 2带2×(－a )＝7 m 或s 2＝v 2′＋v 带2t 2＋v 带2×v 带a＝7 m (2分) A 碰后运动的总位移s 1＝v 24－v 1′22×a ＋0－v 242×(－a )≈6 m (2分) 两物块间的最大距离s m ＝s 2－s 1＝1 m ． (1分)[答案] (1)1 m/s 2，方向向左(2)A 的速度为1.5 m/s ，方向向右；B 的速度为2 m/s ，方向向右(3)1 m题型4 抛体运动问题题型概述：抛体运动包括平抛运动和斜抛运动，不管是平抛运动还是斜抛运动，研究方法都是采用正交分解法，一般是将速度分解到水平和竖直两个方向上.思维模板：(1)平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加速直线运动，其位移满足x=v0t,y=gt2/2，速度满足vx=v0,vy=gt;(2)斜抛运动物体在竖直方向上做上抛(或下抛)运动，在水平方向做匀速直线运动，在两个方向上分别列相应的运动方程求解例题：在倾角为θ的斜面上以速度v 0平抛一小球(如图9－3所示)：图9－3 (1)落到斜面上的时间t ＝2v 0tan θg； (2)落到斜面上时，速度的方向与水平方向的夹角α恒定，且tan α＝2tan θ，与初速度无关；(3)经过t c ＝v 0tan θg 小球距斜面最远，最大距离d ＝(v 0sin θ)22g cos θ． 题型5 圆周运动问题题型概述：圆周运动问题按照受力情况可分为水平面内的圆周运动和竖直面内的圆周运动，按其运动性质可分为匀速圆周运动和变速圆周运动.水平面内的圆周运动多为匀速圆周运动，竖直面内的圆周运动一般为变速圆周运动.对水平面内的圆周运动重在考查向心力的供求关系及临界问题，而竖直面内的圆周运动则重在考查最高点的受力情况.思维模板：(1)对圆周运动，应先分析物体是否做匀速圆周运动，若是，则物体所受的合外力等于向心力，由F 合=mv2/r=mrω2列方程求解即可;若物体的运动不是匀速圆周运动，则应将物体所受的力进行正交分解，物体在指向圆心方向上的合力等于向心力.(2)竖直面内的圆周运动可以分为三个模型：①绳模型：只能对物体提供指向圆心的弹力，能通过最高点的临界态为重力等于向心力;②杆模型：可以提供指向圆心或背离圆心的力，能通过最高点的临界态是速度为零;③外轨模型：只能提供背离圆心方向的力，物体在最高点时，若v<(gR)1/2，沿轨道做圆周运动，若v≥(gR)1/2，离开轨道做抛体运动.题型6 牛顿运动定律的综合应用问题题型概述：牛顿运动定律是高考重点考查的内容，每年在高考中都会出现，牛顿运动定律可将力学与运动学结合起来，与直线运动的综合应用问题常见的模型有连接体、传送带等，一般为多过程问题，也可以考查临界问题、周期性问题等内容，综合性较强.天体运动类题目是牛顿运动定律与万有引力定律及圆周运动的综合性题目，近几年来考查频率极高.思维模板：以牛顿第二定律为桥梁，将力和运动联系起来，可以根据力来分析运动情况，也可以根据运动情况来分析力.对于多过程问题一般应根据物体的受力一步一步分析物体的运动情况，直到求出结果或找出规律.对天体运动类问题，应紧抓两个公式：GMm/r2=mv2/r=mrω2=mr4π2/T2 ①。

GMm/R2=mg ②.对于做圆周运动的星体(包括双星、三星系统)，可根据公式①分析;对于变轨类问题，则应根据向心力的供求关系分析轨道的变化，再根据轨道的变化分析其他各物理量的变化.例题：如图9－12甲所示，两木块A 、B 的质量分别为m 1和m 2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1和k 2，两弹簧分别连接A 、B ，整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提木块A ，直到下面的弹簧对地面的压力恰好为零，在此过程中A 和B 的重力势能共增加了( )图9－12甲A ．(m 1＋m 2)2g 2k 1＋k 2B ．(m 1＋m 2)2g 22(k 1＋k 2)C ．(m 1＋m 2)2g 2(k 1＋k 2k 1k 2) D ．(m 1＋m 2)2g 2k 2＋m 1(m 1＋m 2)g 2k 1 【解析】取A 、B 以及它们之间的弹簧组成的整体为研究对象，则当下面的弹簧对地面的压力为零时，向上提A 的力F 恰好为：F ＝(m 1＋m 2)g设这一过程中上面和下面的弹簧分别伸长x 1、x 2，如图9－12乙所示，由胡克定律得：图9－12乙x 1＝(m 1＋m 2)g k 1，x 2＝(m 1＋m 2)g k 2故A 、B 增加的重力势能共为：ΔE p ＝m 1g (x 1＋x 2)＋m 2gx 2＝(m 1＋m 2)2g 2k 2＋m 1(m 1＋m 2)g 2k 1． [答案] D【点评】①计算上面弹簧的伸长量时，较多同学会先计算原来的压缩量，然后计算后来的伸长量，再将两者相加，但不如上面解析中直接运用Δx ＝ΔF k进行计算更快捷方便．②通过比较可知，重力势能的增加并不等于向上提的力所做的功W ＝F ·x 总＝(m 1＋m 2)2g 22k 22＋(m 1＋m 2)2g 22k 1k 2． 题型7 机车的启动问题题型概述：机车的启动方式常考查的有两种情况，一种是以恒定功率启动，一种是以恒定加速度启动，不管是哪一种启动方式，都是采用瞬时功率的公式P=Fv 和牛顿第二定律的公式F-f=ma 来分析.思维模板：(1)机车以额定功率启动.机车的启动过程如图所示，由于功率P=Fv 恒定，由公式P=Fv 和F-f=ma 知，随着速度v 的增大，牵引力F 必将减小，因此加速度a 也必将减小，机车做加速度不断减小的加速运动，直到F=f ，a=0，这时速度v 达到最大值vm=P 额定/F=P 额定/f.这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt 计算，不能用W=Fs 计算(因为F 为变力).(2)机车以恒定加速度启动.恒定加速度启动过程实际包括两个过程.如图所示，“过程1”是匀加速过程，由于a 恒定，所以F 恒定，由公式P=Fv 知，随着v 的增大，P 也将不断增大，直到P 达到额定功率P 额定，功率不能再增大了;“过程2”就保持额定功率运动.过程1以“功率P 达到最大，加速度开始变化”为结束标志.过程2以“速度最大”为结束标志.过程1发动机做的功只能用W=F·s 计算，不能用W=P·t 计算(因为P 为变功率).题型8以能量为核心的综合应用问题题型概述：以能量为核心的综合应用问题一般分四类.第一类为单体机械能守恒问题，第二类为多体系统机械能守恒问题，第三类为单体动能定理问题，第四类为多体系统功能关系(能量守恒)问题.多体系统的组成模式：两个或多个叠放在一起的物体，用细线或轻杆等相连的两个或多个物体，直接接触的两个或多个物体.思维模板：能量问题的解题工具一般有动能定理，能量守恒定律，机械能守恒定律.(1)动能定理使用方法简单，只要选定物体和过程，直接列出方程即可，动能定理适用于所有过程;(2)能量守恒定律同样适用于所有过程，分析时只要分析出哪些能量减少，哪些能量增加，根据减少的能量等于增加的能量列方程即可;(3)机械能守恒定律只是能量守恒定律的一种特殊形式，但在力学中也非常重要.很多题目都可以用两种甚至三种方法求解，可根据题目情况灵活选取.例题：如图甲所示，质量为2m 的长木板静止地放在光滑的水平面上，另一质量为m 的小铅块(可视为质点)以水平速度v 0滑上木板的左端，恰能滑至木板的右端且与木板保持相对静止，铅块在运动过程中所受到的摩擦力始终不变．若将木板分成长度与质量均相等(即m 1＝m 2＝m )的两段1、2后，将它们紧挨着放在同一水平面上，让小铅块以相同的初速度v 0由木板1的左端开始运动，如图乙所示，则下列说法正确的是( )A ．小铅块滑到木板2的右端前就与之保持相对静止B ．小铅块滑到木板2的右端后与之保持相对静止C ．甲、乙两图所示的过程中产生的热量相等D ．图甲所示的过程产生的热量大于图乙所示的过程产生的热量【解析】长木板分两段前，铅块和木板的最终速度为：v t ＝m v 03m ＝13v 0且有Q ＝fL ＝12m v 02－12×3m (v 03)2＝13m v 02 长木板分两段后，可定量计算出木板1、2和铅块的最终速度，从而可比较摩擦生热和相对滑动的距离；也可用图象法定性分析(如图丙所示)比较得到小铅块到达右端之前已与木板2保持相对静止，故图甲所示的过程产生的热量大于图乙所示的过程产生的热量．丙 [答案] AD如图所示，一劲度系数k ＝800 N/m 的轻弹簧的两端各焊接着两个质量均为m ＝12 kg 的物体A 、B ，A 、B 和轻弹簧静止竖立在水平地面上．现加一竖直向上的力F 在上面的物体A 上，使物体A 开始向上做匀加速运动，经0.4 s 物体B 刚要离开地面，设整个过程中弹簧都处于弹性限度内，取g ＝10 m/s 2．求：(1)此过程中所加外力F 的最大值和最小值．(2)此过程中外力F 所做的功．【解析】(1)A 原来静止时有：kx 1＝mg (1分) 当物体A 刚开始做匀加速运动时，拉力F 最小，设为F 1．对物体A 有：F 1＋kx 1－mg ＝ma (1分)当物体B 刚要离开地面时，拉力F 最大，设为F 2．对物体A 有：F 2－kx 2－mg ＝ma (1分)对物体B 有：kx 2＝mg (1分)对物体A 有：x 1＋x 2＝12at 2 (1分) 解得：a ＝3.75 m/s 2联立解得：F 1＝45 N (1分)，F 2＝285 N ． (1分)(2)在力F 作用的0.4 s 内，初末状态的弹性势能相等 (1分)由功能关系得：W F ＝mg (x 1＋x 2)＋12m (at )2＝49.5 J ． (2分) [答案] (1)285 N 45 N (2)49.5 J题型9力学实验中速度的测量问题题型概述：速度的测量是很多力学实验的基础，通过速度的测量可研究加速度、动能等物理量的变化规律，因此在研究匀变速直线运动、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒等实验中都要进行速度的测量.速度的测量一般有两种方法：一种是通过打点计时器、频闪照片等方式获得几段连续相等时间内的位移从而研究速度;另一种是通过光电门等工具来测量速度.思维模板：用第一种方法求速度和加速度通常要用到匀变速直线运动中的两个重要推论：①vt/2=v 平均=(v0+v)/2，②Δx=aT2，为了尽量减小误差，求加速度时还要用到逐差法.用光电门测速度时测出挡光片通过光电门所用的时间，求出该段时间内的平均速度，则认为等于该点的瞬时速度，即：v=d/Δt.题型10电容器问题题型概述：电容器是一种重要的电学元件，在实际中有着广泛的应用，是历年高考常考的知识点之一，常以选择题形式出现，难度不大，主要考查电容器的电容概念的理解、平行板电容器电容的决定因素及电容器的动态分析三个方面.思维模板：(1)电容的概念：电容是用比值(C=Q/U)定义的一个物理量，表示电容器容纳电荷的多少，对任何电容器都适用.对于一个确定的电容器，其电容也是确定的(由电容器本身的介质特性及几何尺寸决定)，与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关.(2)平行板电容器的电容：平行板电容器的电容由两极板正对面积、两极板间距离、介质的相对介电常数决定，满足C=εS/(4πkd)(3)电容器的动态分析：关键在于弄清哪些是变量，哪些是不变量，抓住三个公式[C=Q/U 、C=εS/(4πkd)及E=U/d]并分析清楚两种情况：一是电容器所带电荷量Q 保持不变(充电后断开电源)，二是两极板间的电压U 保持不变(始终与电源相连).例题：如图所示，平行板电容器与电动势为E 的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地。