第二板块 层级Ⅱ 微专题Ⅱ 力学中的三类典型模型-【创新方案】2024年高考物理二轮复习专题辅导与测试（新教材）

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 : 小球间的高度差为L,若把小球穿在硬杆CD上， 静力学中的弹簧模型一般指与弹簧相连 : 当小球刚好不滑动时，弹簧与水平方向的夹角为 的物体在弹簧弹力和其他力的共同作用下处 53°，弹簧的总长为3L,最大静摩擦力等于滑动摩 于平衡状态的问题，涉及的知识主要有胡克定 擦力，重力加速度为g,下列说法正确的是 律、物体的平衡条件等，雄度中等偏下。 (sin37°=3」 os37- () [例1门如图所示，一质量 A.弹簧的劲度系数为=瓷 为m的木块与劲度系数为k的轻 B.小球在CD上静止时，弹簧的弹力大小为8mg 质弹簧相连，弹簧的另一端固定 C.杆CD对小球的弹力大小与杆AB对小球的弹 在斜面顶端。木块放在斜面上 力大小之比为9：1 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以=0.5。弹簧在弹性限度 D.,杆CD与小球之间的动摩擦因数为 内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 听课随笔： 为g,sin37°=0.6，cos37°=0.8。则 ( A.弹簧可能处于压缩状态 且弹簧的最大形变量为紧 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 类型2动力学中的弹簧模型 听课随笔： 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](2023·讪头高三调研)如图所示， 光滑的硬杆AB竖直固定放置，粗糙的硬杆CD水 [例3](2023·黑龙红肇东期*)如图所示， 平固定放置，原长为L的 质量为m的物体A固定在轻弹簧 轻质弹簧一端悬挂在天花 上端，弹簧的下端固定在地面上 板上，另一端连接质量为 3L 7 质量也为m的物体B静止在物体 m的小球，小球穿过AB A上，竖直向下的力F大小为 杆，静止时弹簧与竖直方 2mg,系统处于静止状态，重力加 777777777777 向的夹角为37°，天花板与 速度为g,现撤去外力F,则() 铺了47 高考专题辅导与测试·物理 A.撤去外力F瞬间，物体B的加速度大小为0 [例4](2023·江苏奉州中学模拟)如图所示， B.撤去外力F瞬间，物体A和物体B之间的作用：两小滑块P、Q的质量分别为2m 力大小为加g 和，P、Q通过光滑铰链用长为 C.物体A和物体B未分离前，二者及弹簧构成的L的轻杆连接，P套在固定的光 系统机械能守恒 滑竖直杆上，Q放在光滑水平地 D.物体A和物体B分离瞬间，物体B的加速度为0 面上。原长为的轻弹簧水平 听课随笔： 放置，右端与Q相连，左端固定在竖直杆上O点。将 P由静止释放，此时轻杆与竖直方向夹角α=30°： P下降到最低点时a变为60°。重力加速度为g, 、 则在P下降的过程中，下列说法正确的是 () A,P,Q组成的系统机械能守恒 B.下降过程中P的机械能先增大后减小 C.弹簧弹性势能最大值为(W3一1)mgL 类型3与能量、动量有关的弹簧模型 D.P达到最大动能时，Q受到地面的支持力大小为mg 与能量、动量有关的弹簧模型常涉及弹簧 听谋随笔： 弹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。 模型（二） 传送带模型 类型1动力学中的传送带模型 尝议斜通： 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]机场地勤工作人员利用传送带从飞机 上卸行李。如图所示，以恒 定速率=0.6m/s运行 的传送带与水平面间的夹 角a=37°，转轴间距L= 3.95m。工作人员沿传送 @“ 方向以速度2=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u=0.8。取重力加速度g=10m/s2, sin37°=0.6，c0s37°=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1。 |48 第二板块 能量与动量 类型2与能量、动量相关的传送带模型 续表 滑上传送带的物体获取初速度的过程带涉 题中给出滑块2的初速度