内容正文:
押云南,安徽,黑龙江,山西,吉林五省卷第11题
力学三大观点综合应用 (单体多过程问题)
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
一、力学三大观点
1.力学三大观点及常见问题情景
2.力学三大观点对比
力学三大观点
对应规律
表达式
动力学观点
牛顿第二定律
F合=ma
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
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
动量守恒定律
p1+p2=p1′+p2′
3.选用原则
(1)当物体受到恒力作用做匀变速直线运动(曲线运动某一方向可分解为匀变速直线运动),涉及时间与运动细节时,一般选用动力学方法解题.
(2)当涉及功、能和位移时,一般选用动能定理、机械能守恒定律、功能关系或能量守恒定律解题,题目中出现相对位移(摩擦生热)时,应优先选用能量守恒定律.
(3)不涉及物体运动过程中的加速度而涉及物体运动时间的问题,特别是对于打击类问题,因时间短且冲力随时间变化,应用动量定理求解.
(4)对于碰撞、爆炸、反冲、地面光滑的板—块问题,若只涉及初、末速度而不涉及力、时间,应用动量守恒定律求解.
二、多次碰撞问题分析
1.用v-t图像分析多次碰撞问题
分析物体间的碰撞过程,画出两个物体或某个物体的v-t图像,通过v-t图像确定物体的运动情况,并计算出物体的位移.
2.用归纳法分析多次碰撞问题
第一次碰撞开始,研究几次碰撞过程,寻找物理量的规律,通过归纳,总结碰撞n次满足的通式,进而求解某物理量.
1.(2022·全国·统考高考真题)如图(a),一质量为m的物块A与轻质弹簧连接,静止在光滑水平面上:物块B向A运动,时与弹簧接触,到时与弹簧分离,第一次碰撞结束,A、B的图像如图(b)所示。已知从到时间内,物块A运动的距离为。A、B分离后,A滑上粗糙斜面,然后滑下,与一直在水平面上运动的B再次碰撞,之后A再次滑上斜面,达到的最高点与前一次相同。斜面倾角为,与水平面光滑连接。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内。求
(1)第一次碰撞过程中,弹簧弹性势能的最大值;
(2)第一次碰撞过程中,弹簧压缩量的最大值;
(3)物块A与斜面间的动摩擦因数。
2.(2021·全国·高考真题)如图,一倾角为的光滑斜面上有50个减速带(图中未完全画出),相邻减速带间的距离均为d,减速带的宽度远小于d;一质量为m的无动力小车(可视为质点)从距第一个减速带L处由静止释放。已知小车通过减速带损失的机械能与到达减速带时的速度有关。观察发现,小车通过第30个减速带后,在相邻减速带间的平均速度均相同。小车通过第50个减速带后立刻进入与斜面光滑连接的水平地面,继续滑行距离s后停下。已知小车与地面间的动摩擦因数为,重力加速度大小为g。
(1)求小车通过第30个减速带后,经过每一个减速带时损失的机械能;
(2)求小车通过前30个减速带的过程中在每一个减速带上平均损失的机械能;
(3)若小车在前30个减速带上平均每一个损失的机械能大于之后每一个减速带上损失的机械能,则L应满足什么条件?
3.(2021·全国·高考真题)一篮球质量为,一运动员使其从距地面高度为处由静止自由落下,反弹高度为。若使篮球从距地面的高度由静止下落,并在开始下落的同时向下拍球、球落地后反弹的高度也为。假设运动员拍球时对球的作用力为恒力,作用时间为;该篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变。重力加速度大小取,不计空气阻力。求:
(1)运动员拍球过程中对篮球所做的功;
(2)运动员拍球时对篮球的作用力的大小。
1.(2020·全国卷Ⅲ·25改编)如图,相距L=11.5 m的两平台位于同一水平面内,二者之间用传送带相接.传送带向右匀速运动,其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定.质量m=10 kg的载物箱(可视为质点),以初速度v0=5.0 m/s自左侧平台滑上传送带.载物箱与传送带间的动摩擦因数μ=0.10,重力加速度取g=10 m/s2.
(1)若v=4.0 m/s,求载物箱通过传送带所需的时间;
(2)求载物箱到达右侧平台时所能达到的最大速度和最小速度.
2.如图所示为一传送带装置模型,固定斜面的倾角为θ=37°,底端经一长度可忽略的光滑圆弧与足够长的水平传送带相连接,可视