内容正文:
专题突破六 “三大观点”解答力学综合问题
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考点二
考点一
限时规范训练
维度1 “滑块-弹簧”模型
精讲导学——深化认知
考点一 三类常考的力学综合模型(能力考点)
模型
图示
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考点二
考点一
限时规范训练
模型
特点 (1)动量守恒:两个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零,则系统动量守恒
(2)机械能守恒:系统所受的外力为零或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等,弹性势能最大,系统动能通常最小(相当于完全非弹性碰撞,两物体减少的动能转化为弹簧的弹性势能)
(4)弹簧恢复原长时,弹性势能为零,系统动能最大(相当于刚完成弹性碰撞)
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考点二
考点一
限时规范训练
(2023·河北石家庄二中模拟)如图甲所示,物块A、B的质量分别是mA=4.0 kg和mB=3.0 kg。用轻弹簧拴接,放在光滑的水平地面上,物块B右侧与竖直墙相接触。另有一物块C从t=0时以一定速度向右运动,在t=4 s时与物块A相碰,并立即与A粘在一起不再分开,物块C的v-t图像如图乙所示。求:
甲 乙
(1)物块C的质量mC;
(2)B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能Ep。
例 1
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考点二
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答案:(1)2 kg (2)9 J
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考点二
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维度2 “滑块-滑板”模型
模型
图示
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考点二
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限时规范训练
模型
特点 “滑块—滑板”模型作为力学的基本模型经常出现,是对直线运动和牛顿运动定律及动量守恒定律有关知识的巩固和应用。这类问题可分为两类:
(1)没有外力参与,滑板放在光滑水平面上,滑块以一定速度在滑板上运动,滑块与滑板组成的系统动量守恒,注意滑块若不滑离滑板,最后二者具有共同速度。摩擦力与相对路程的乘积等于系统动能的损失,即Ff·s相对=ΔEk(相当于完全非弹性碰撞,两物体减少的动能转化为系统的内能)
(2)系统受到外力,这时对滑块和滑板一般隔离分析,画出它们运动的示意图,应用牛顿运动定律、运动学公式及动量定理求解
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考点二
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限时规范训练
(2022·河北卷)如图,光滑水平面上有两个等高的滑板A和B,质量分别为1 kg和2 kg,A右端和B左端分别放置物块C、D,物块C、D的质量均为1 kg,A和C以相同速度v0=10 m/s向右运动,B和D以相同速度kv0向左运动,在某时刻发生碰撞,作用时间极短,碰撞后C与D粘在一起形成一个新滑块,A与B粘在一起形成一个新滑板,物块与滑板之间的动摩擦因数均为μ=0.1。重力加速度大小取g=10 m/s2。
(1)若0<k<0.5,求碰撞后滑块C、D形成的新滑块的速度的大小和方向;
(2)若k=0.5,从碰撞后到新滑块与新滑板相对静止,新滑块相对新滑板的位移的大小。
例 2
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限时规范训练
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限时规范训练
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答案:(1)5(1-k) m/s 方向向右
(2)1.875 m
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维度3 “子弹打木块”类模型
模型
图示
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例 3
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1.解决力学问题的三大观点
考点二 力学三大观点的综合问题(能力考点)
精讲导学——深化认知
动力学观点 运用牛顿运动定律结合运动学知识,可解决匀变速运动问题
能量观点 用动能定理和能量守恒定律等,可解决非匀变速运动问题
动量观点 用动量守恒定律等,可解决非匀变速运动问题
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考点二
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限时规范训练
2.力学规律的选用原则
(1)如果要列出各物理量在某一时刻的关系式,可用牛顿第二定律。
(2)研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时,一般用动量定理(涉及时间的问题)或动能定理(涉及位移的问题)去解决问题。
(3)若研究的对象为一物体系统,且它们之间有相互作用,一般用动量守恒定律和机械能守恒定律去解决问题,但需注意所研究的问题是否满足守恒的条件。
(4)在涉及相对位移问题时则优先考虑能量守恒定律,系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量,即转变为系统内能的量。
(5)在涉及碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象时,需注意到这些过程一般均隐含有系统机械能与其他形式能量之间的转换。作用时间都极短,因此用动量守恒定律去解决。
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考点二
考点一
限时规范训练
维度1 动力学与动量观点的综合应用
(2022·广东肇庆市高三下学期三模)如图甲所示,“打弹珠”是一种常见的民间