内容正文:
押辽宁卷第10、第14题
力学三大观点综合应用
力学三大观点为:力的观点、能量观点、动量观点。该模块是高中物理最为重要的一环,是高中物理学习的主线,三大观点关联性强,模型多,考察考生的综合应用能力,主要考点如下:
考点
细分
力学三大观点综合应用
斜面模型
传送带模型
板--块模型
碰撞模型
滑块--弹簧模型
子弹打木块模型
1.力学三大观点对比
力学三大观点
对应规律
表达式
选用原则
动力学观点
牛顿第二定律
F合=ma
物体做匀变速直线运动,涉及到运动细节.
匀变速直线运动规律
v=v0+at
x=v0t+at2
v2-v02=2ax等
能量观点
动能定理
W合=ΔEk
涉及到做功与能量转换
机械能守恒定律
Ek1+Ep1=Ek2+Ep2
功能关系
WG=-ΔEp等
能量守恒定律
E1=E2
动量观点
动量定理
I合=p′-p
只涉及初末速度、力、时间而不涉及位移、功
动量守恒定律
p1+p2=p1′+p2′
只涉及初末速度而不涉及力、时间
2.传送带中的功能关系
3.板--块模型
靠摩擦力带动的那个物体的加速度有最大值:。假设两物体同时由静止开始运动,若整体加速度小于该值,则二者相对静止,二者间是静摩擦力;若整体加速度大于该值,则二者相对滑动,二者间为滑动摩擦力。
两种位移关系:滑块由木板的一端运动到另一端的过程中,若滑块和木板同向运动,位移大小之差等于板长;反向运动时,位移大小之和等于板长。
设板长为L,滑块位移大小为x1,木板位移大小为x2
同向运动时:L=x1-x2
反向运动时:L=x1+x2
解题流程
4. 滑块—弹簧模型
模型图示
模型特点
(1)两个或两个以上的物体与弹簧相互作用的过程中,若系统所受外力的矢量和为0,则系统动量守恒;
(2)在能量方面,由于弹簧形变会使弹性势能发生变化,系统的总动能将发生变化;若系统所受的外力和除弹簧弹力以外的内力不做功,系统机械能守恒;
(3)弹簧处于最长(最短)状态时两物体速度相同,弹性势能最大,系统动能通常最小(完全非弹性碰撞拓展模型)
(4)弹簧恢复原长时,弹性势能为零,系统动能最大(完全弹性碰撞拓展模型,相当于碰撞结束时)
5. “子弹打木块”(“滑块—木板”)模型
模型图示
模型特点
(1)若子弹未射穿木块或滑块未从木板上滑下,当两者速度相等时木块或木板的速度最大,两者的相对位移(子弹射入木块的深度)取得极值(完全非弹性碰撞拓展模型)
(2)系统的动量守恒,但机械能不守恒,摩擦力与两者相对位移的乘积等于系统减少的机械能
(3)根据能量守恒定律,系统损失的动能 ,可以看出,子弹(或滑块)的质量越小,木块(或木板)的质量越大,动能损失越多
(4)该类问题既可以从动量、能量角度求解,相当于非弹性碰撞拓展模型,也可以从力和运动的角度借助图示求解
6.碰撞问题
三条原则:
(1)动量守恒:p1+p2=p1′+p2′.
(2)动能不增加:Ek1+Ek2≥Ek1′+Ek2′.
(3)速度要符合实际情况
①碰前两物体同向运动,若要发生碰撞,则应有v后>v前,碰后原来在前的物体速度一定增大,若碰后两物体同向运动,则应有v前′≥v后′.
②碰前两物体相向运动,碰后两物体的运动方向至少有一个改变.
物体A与静止的物体B发生碰撞,当发生完全非弹性碰撞时损失的机械能最多,物体B的速度最小,vB=v0,当发生弹性碰撞时,物体B速度最大,vB=v0.则碰后物体B的速度范围为:v0≤vB≤v0.
1.(2021年·辽宁卷)冰滑梯是东北地区体验冰雪运动乐趣的设施之一、某冰滑梯的示意图如图所示,螺旋滑道的摩擦可忽略:倾斜滑道和水平滑道与同一滑板间的动摩擦因数μ相同,因滑板不同μ满足。在设计滑梯时,要确保所有游客在倾斜滑道上均减速下滑,且滑行结束时停在水平滑道上,以下L1、L2的组合符合设计要求的是( )
A., B.,
C., D.,
2.(2021年·辽宁卷)运行的传送带与水平面间的夹角,转轴间距L=3.95m。工作人员沿传送方向以速度v2=1.6m/s从传送带顶端推下一件小包裹(可视为质点)。小包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a;
(2)小包裹通过传送带所需的时间t。
1.如图(a)所示,一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑,运动过程中摩擦力大小f恒定,物块动能Ek与运动路程s的关系如图(b)所示。重力加速度大小取10 m/s2,物块质量m和所受摩擦力大小f分别为( )
A.m=0.7 kg,