第二板块 能量与动量 层级Ⅱ 强化“科学思维”（讲义）-【创新方案】2023高考物理二轮复习专题辅导与测试（新教材 江苏专用）

高考专题辅导与测试·物理 层级Ⅱ强化“科学思维”·强调应用建模·综合考法“精细研” 微专题Ⅱ一1力学中的三类典型模型 弹簧模型、传送带模型和板块模型是力学中常见的三大模型，既在动力学中考查，也常结合能量和动量的知 识考查。另外，弹簧模型也常在静力学中结合共点力的知识一同考查。本专题分类归纳了三大模型的不同的考 查方式，以希望能通过对不同类型对比分析，快速突破三大模型。 1模型（一） 弹簧模型 类型1静力学中的弹簧模型 [例3](2022·苏州高三模拟)如图所示，一 0 静力学中的弹簧模型一般指与弹簧相连 竖直轻弹簧静止在水平面上，其上端位于O点， 的物体在弹簧弹力和其他力的共同作用下处 重力均为G的a、b两物体叠放在轻弹簧上并处 于平衡状态的问题，涉及的知识主要有胡克定 于静止状态。现用一恒力F竖直向上拉b,将a、 b视为质点，则下列说法正确的是 () 律、物体的平衡条件等，难度中等偏下。 A.若F=G,则a、b恰好在O点分离 [例1]如图所示，一质量为m的木块与劲度系 B.若F=2G,则a、b恰好在图示的初始位置分离 数为k的轻质弹簧相连，弹簧的另一端固定在斜面顶 C.若F=G. ，则a,b在0点正下方某一位置分离 端。木块放在斜面上能处于静止状态。已知斜面倾 角0=37°，木块与斜面间的动摩擦因数=0.5。弹 D若F-G ,则a,b在O点正上方某一位置分离 簧在弹性限度内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重 [尝试解题] 力加速度为g,sin37°=0.6，cos37°=0.8。则() 类型3与能量、动量有关的弹簧模型 A.弹簧可能处于压缩状态 与能量、动量有关的弹簧模型常涉及弹簧弹 B弹簧的最大形变量为 力做功问题和碰撞问题，因弹力为变力，一般不直 接用功的定义式确定其功的大小，因此，常应用动 C.木块受到的摩擦力可能为零 50 能定理、机械能守恒定律或能量守恒定律来间接 D.木块受到的摩擦力方向一定沿斜面向上 求解弹力做功或弹性势能。 [尝试解题] [例4]如图甲所示，轻弹簧下端固定在倾角为0 [例2](2022·淮阴中学质检)如图所示，两个质的光滑斜面底端，上端与物块B相连，物块B处于静止 量均为m的小球通过两根轻弹簧A、B连接，在水平！状态，现将物块A置于斜面上B的上方某位置处，取物 外力F作用下，系统处于静止状 块A的位置为原点O,沿斜面向下为正方向建立x轴坐 态，此时弹簧实际长度相等。弹 标系，某时刻释放物块A,A与物块B碰撞后以共同速 簧A、B的劲度系数分别为kA、 A 度沿斜面向下运动，碰撞时间极短，测得物块A的动能 E与其位置坐标x的关系如图乙所示，图像中0~ kB,且原长相等。弹簧A、B与竖 45 之间为过原点的直线，其余部分为曲线，物块A、B均 直方向的夹角分别为0与45°。 可视为质点，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻 设A、B中的拉力分别为FA、FB。小球直径相比弹 力，重力加速度为g,则 () 簧长度可以忽略。则 ( E A.kA=kB B.tan 0-2 C.FA=√3g D.FB=2mg oo 2 [尝试解题] 类型2动力学中的弹簧模型 A.物块A、B的质量之比为1：4 动力学中的弹簧模型主要涉及关联物体在弹 B.A与B碰撞后，A在x2位置处加速度最大 簧作用下的运动，该运动过程中弹簧的弹力往往 C.x2位置处弹簧压缩量为x2一x1 是变力，物体的加速度、速度等物理量均与弹簧的 E D.弹簧的劲度系数为 形变量有关，试题难度中等。 1(x2一x1） [尝试解题] 40用 |第二板块能量与动量 1模型（二） 传送带模型 类型1动力学中的传送带模型 距地面高h=0.2m。不计半圆轨道的孔径的大小， 动力学中的传送带模型是力学中的基本模 取g=10m/s2,求： 型，主要考查对牛顿第二定律、匀变速直线运动规 律的理解，涉及摩擦力、相对运动等的分析，知识 综合性较强，试题难度往往较大。 [例1](2022·宿迁高三模拟)如图所示，传送带 (1)被压缩的轻弹簧的弹性势能E。; 与水平面的夹角0=30°，传送带以o=2m/s的速度 (2)滑块1经过半圆环轨道最低点A时对轨道 顺时针转动，t=0时刻，一煤块以v=8m/s的速度从：的压力大小； 传送带的底端滑上传送带，传送带和煤块运动的t: (3)若传送带的速度取值范围为4m/s<8m/s, 图像如图所示，已知煤块刚好能滑到传动带的顶端，则滑块2落点D与C点间水平距离工为多少？ :(结果可用)来表示) g取10m/s2,则下列说法正确的是 ( [解题指导] 8t/(m·s-) 求被压缩的弹簧的弹性势能和滑块1对A点 求什么 的压力 想什么 想到需要知道两滑块被弹离的速度及圆轨道半径 t/s 题中给出滑块2的初速度和滑块1恰好经过E点 给什么 A.煤块与传送