层级Ⅱ 强化科学思维”·强调应用建模·综合考法精细研(讲义)-【新高考方案】2024高考物理浙江第二次选考专题增分方略

第二板块能量与动量 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。 模型（一） 弹簧模型 类型1静力学中的弹簧模型 B托住A向上压缩弹簧到一定 静力学中的弹簧模型一般指与弹簧相连的 程度，如图乙所示。此时如果突 物体在弹簧弹力和其他力的共同作用下处于平 然撤去木板B,则A向下运动的 衡状态的问题，涉及的知识主要有胡克定律，物 加速度为a(a>g)。现用手控制 体的平衡条件等，难度中等偏下。 使B以加速度？向下做匀加速 甲 乙 [例1](2023·舟山高三调研)如图所示， 直线运动。 一质量为m的木块与劲度系数 (1)求砝码A做匀加速直线运动的时间： 为k的轻质弹簧相连，弹簧的另 (2)求出砝码A做匀加速直线运动过程的起始和 一端固定在斜面顶端。木块放 终止时刻手对木板B的作用力大小的表达式。 50 在斜面上能处于静止状态。已 [解题指导] 知斜面倾角0=37°，木块与斜面间的动摩擦因数：(1)木板B与砝码A脱离之前，砝码A做加速度为 4=0.5。弹簧在弹性限度内，最大静摩擦力等于 号的匀加速直线运动。 滑动摩擦力，重力加速度为g,sin37°=0.6， (2)木板B与砝码A脱离瞬间，相互作用力为零。 cos37°=0.8。则 ( [尝试解题] A.弹簧可能处于压缩状态 B.弹簧的最大形变量为 C.木块受到的摩擦力可能为零 D.木块受到的摩擦力方向一定沿斜面向上 [尝试解题] 类型2动力学中的弹簧模型 动力学中的弹簧模型主要涉及关联物体在 弹簧作用下的运动，该运动过程中弹簧的弹力往 往是变力，物体的加速度、速度等物理量均与弹 簧的形变量有关，试题难度中等。 [例2]如图甲所示，一根质量可以忽略不计 的轻弹簧，劲度系数为k,下面悬挂一个质量为m 的砝码A。手拿一块质量为M的木板B,用木板： 了49 新高考方案选考专题增分方略物理 类型3与能量、动量有关的弹簧模型 右端水平向左滑上木板B。 42 与能量、动量有关的弹簧模型常涉及弹簧弹 在木块A与弹簧相互作用的 力做功问题和碰撞问题，因弹力为变力，一般不 过程中，下列判断正确的是 直接用功的定义式确定其功的大小，因此，常应 A.弹簧压缩量最大时，木板B运动速率最大 用动能定理、机械能守恒定律或能量守恒定律来 B.木板B的加速度一直增大 间接求解弹力做功或弹性势能 C弹簧给木块A的冲量大小为 [例3]如图所示，在光滑的水平面上静止放 D.弹簧的最大弹性势能为” 一质量为m的木板B,木板表面光滑，左端固定一 轻质弹簧。质量为2m的木块A以速度v。从板的 [尝试解题] 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。 [例1]如图所示，传送带 长6m,与水平方向的夹角为 37°，以5m/s的恒定速度向上运 37 类型2与能量，动量相关的传送带模型 动。一个质量为2kg的物块（可视为质点），沿平 滑上传送带的物体获取初速度的过程常涉 行于传送带方向以10m/s的速度滑上传送带，已 及动量定理和动量守恒定律。滑上传送带的物 知物块与传送带之间的动摩擦因数以=0.5， 体在滑动过程中因滑动摩擦力做功，常涉及能量 sin37°=0.6，cos37”=0.8,g取10m/s2。求： 的转移或转化问题。所以与动量、能量有关的传 (1)物块刚滑上传送带时的加速度大小： 送带模型往往是综合性较高的试题，难度一般在 (2)物块到达传送带顶端时的速度大小。 中等偏上。 [解题指导]解答本题应把握以下关键点： (1)物块的初速度大于传送带的速度，物块所受滑动 [例2]如图所示，在光滑水平桌面AB上静 摩擦力沿传送带向下。 止着两个小滑块1、2，质量分别为m1=0.2kg、 (2)要注意ngsin37°>umgcos37°，当物块与传送带 m2=0,1kg,两滑块之间有一被压缩的轻弹簧（滑 同速后，物块将向上做匀减速直线运动，而不是简： 块与轻弹簧之间不拴接)，A的左端固定着与AB 单的匀速直线运动。 相切的光滑竖直半圆环轨道，滑块恰好可以在其 [尝试解题] 内部滑行：B的右端与一水平传送带相连，传送带 长L=0.9m,且顺时针方向转动。 |50 第二板块能量与动量 现释放被压缩的弹簧，两滑块在桌面上被弹 [尝试解题] 出，滑块1恰好能过半圆环轨道的最高点