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）

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。 11模型（一） 弹簧模型 类型1静力学中的弹簧模型 [例3](2022·湖南岳阳三模)如图所示， 静力学中的弹簧模型一般指与弹簧相连的 一竖直轻弹簧静止在水平面上，其上端位于O 物体在弹簧弹力和其他力的共同作用下处于平 点，重力均为G的a、b两物体叠放在轻弹簧上并 衡状态的问题，涉及的知识主要有胡克定律、物 处于静止状态。现用一恒力F竖直向上拉b,将 体的平衡条件等，难度中等偏下。 a、b视为质点，则下列说法正确的是 () 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-号，则ab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μ=0.5。弹 D.若F-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。 能定理、机械能守恒定律或能量守恒定律来间接 求解弹力做功或弹性势能。 为零 D.木块受到的摩擦力方向一定沿斜面向上 [例4]（多选）如图甲所示，轻弹簧下端固定在 [尝试解题] 倾角为O的光滑斜面底端，上端与物块B相连，物块B [例2](2022·衡水中学质检)如图所示，两个质处于静止状态，现将物块A置于斜面上B的上方某位 量均为m的小球通过两根轻弹参 置处，取物块A的位置为原点O,沿斜面向下为正方向 簧A、B连接，在水平外力F作 建立x轴坐标系，某时刻释放物块A,A与物块B碰撞 用下，系统处于静止状态，此时A名 后以共同速度沿斜面向下运动，碰撞时间极短，测得物 弹簧实际长度相等。弹簧A、B 块A的动能E与其位置坐标x的关系如图乙所示， 的劲度系数分别为kA、kB,且原 :图像中0~x之间为过原点的直线，其余部分为曲线， 长相等。弹簧A、B与竖直方向的夹角分别为0与 物块A、B均可视为质点，弹簧始终处于弹性限度内， 不计空气阻力，重力加速度为g,则 () 45°。设A、B中的拉力分别为FA、FB。小球直径相 ↑Ek 比弹簧长度可以忽略。则 ( A.kA=kB B.tan C.FA=√3mg D.FB-2mg [尝试解题] A.物块A、B的质量之比为1：4 类型2 动力学中的弹簧模型 B.A与B碰撞后，A在x3位置处加速度最大 动力学中的弹簧模型主要涉及关联物体在弹 C.x2位置处弹簧压缩量为x2一x1 簧作用下的运动，该运动过程中弹簧的弹力往往 E 是变力，物体的加速度、速度等物理量均与弹簧的 D.弹簧的劲度系数为x1(x2-x) 形变量有关，试题难度中等。 [尝试解题] 40 |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 动力学中的传送带模型是力学中的基本模 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。 (1)被压缩的轻弹簧的弹性势能E。: [例1](2022·湖南长沙模拟)如图所示，传送带 (2)滑块1经过半圆环轨道最低点A时对轨道 与水平面的夹角0=30°，传送带以o=2m/s的速度：的压力大小： 顺时针转动，t=0时刻，一煤块以v=8m/s的速度从 (3)若传送带的速度取值范围为4m/s<8m/s, 传送带的底端滑上传送带，传送带和煤块运动的：则滑块2落点D与C点间水平距离x为多少？ 图像如图所示，已知煤块刚好能滑到传动带的顶端，： (结果可用v来表示) g取10m/s2,则下列说法正确的是 [解题指导] 8t/m·sy 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 2 t/s n 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.煤块与传送带同动摩擦因数为 用什么 用动量守恒定律可求滑块1的初速度，用机械 4 能守恒定律可求半圆