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2、l 的木块静止在光滑水平面上,现有一质量为m的子弹以水平初速v 0 射入木块,穿出时子弹速度为 v,求子弹与木块作用过程中系统缺失的机械能。解:如图,设子弹穿过木块时所受阻力为f ,突出时木块速度为V,位移为 S,就子弹位移为 S+l。水平方向不受外力,由动量守恒定律得:mv0=mv+MV可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由动能定理,对子弹-fs+l =1 mv21 mv2l可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结对木块 fs=221 MV 2020v0vS可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由式得v=m v M
3、0v代入式有 fs=1 M22mv0 M 2v 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 +得 fl = 1 mv2121212121 m 0 2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结022 mv2 MV2 mv0 2 mv2 M Mvv可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由能量守恒知,系统削减的机械能等于子弹与木块摩擦而产生的内能。即Q=fl , l 为子弹现木块的相对位移。结论:系统缺失的机械能等于因摩擦而产生的内能,且等于摩擦力与两物体相对位移的乘积。即Q= E 系统= NS相其重量式为: Q=f1S 相
4、1+f 2S 相 2+ +f nS 相 n=E 系统1. 在光滑水平面上并排放两个相同的木板,长度均为L=1.00m,一质量v0AB与木板相同的金属块,以v0=2.00m/s 的初速度向右滑上木板A,金属2块与木板间动摩擦因数为 =0.1 , g 取 10m/s 。求两木板的最终速度。2. 如图示,一质量为M长为 l 的长方形木块 B 放在光滑水平面上,在其右端放一质量为m的小木块 A, m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 M,现以的面为参照物,给A 和 B 以大小相等、方向相反的初速度 如图 ,使 A 开头向左运动, B 开头向右运动,但最终A 刚好没有滑离B 板。以的面为参
5、照系。如已知 A 和 B 的初速度大小为 v 0,求它们最终速度的大小和方向。v0ABv0l可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结如初速度的大小未知,求小木块A 向左运动到最远处 从的面上看 到动身点的距离。3. 一平直木板 C 静止在光滑水平面上,今有两小物块A 和 B 分别以 2v0 和 v0 的初速度沿同始终线从长木板2.A2v 0v0B C可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结C 两端相向水平的滑上长木板。如图示。设物块A、B 与长木板C 间的动摩擦因数为 ,A、B、C三者质量相等。如 A、B 两物块不发生碰撞,就由开头滑上C 到 A、B 都静止在C 上为止, B
6、通过的总路程多大?经受的时间多长?为使 A、B 两物块不发生碰撞,长木板C至少多长?4. 在光滑水平面上静止放置一长木板B, B 的质量为 M=2同, B 右端距竖直墙 5m,现有一小物块 A,质量为 m=1,以 v 0=6m/s 的速度从 B 左端水平的滑上 B。如图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2所示。 A、B 间动摩擦因数为 =0.4 , B 与墙壁碰撞时间极短,且 碰撞时无能量缺失。取g=10m/s 。求:要使物块 A 最终不脱离 B 木板,木板 B 的最短长度是多少?Av 05mB可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5. 如下列图,在光滑水平面上有一辆质
7、量为M=4.00 的平板小车,车上放一质量为m=1.96 的木块,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结木块到平板小车左端的距离L=1.5m,车与木块一起以v=0.4m/s 的速度向右行驶,一颗质量为m0=0.04 的子弹以速度 v0 从右方射入木块并留在木块内,已知子弹与木块作用时间很短,木块与小车平板间动摩擦因数Lv 0mv可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 =0.2 ,取 g=10m/s 。问:如要让木块不从小车上滑出,子弹初速度应满意什么条件?6. 一质量为 m、两端有挡板的小车静止在光滑水平面上,两挡板间距离为 1.1m,在小车正中放一质量为m、长度为 0.
8、1m 的物块,物块与小车间动摩擦因数 =0.15 。如图示。现给物块一个水平向右的瞬时冲量,使物块获得 v0 =6m/s 的水平初速度。物块与挡板碰撞时间极短且无能量缺失。求:小车获得的最终速度。v0物块相对小车滑行的路程。物块与两挡板最多碰撞了多少次。物块最终停在小车上的位置。7. 一木块置于光滑水平的面上,一子弹以初速 v 0 射入静止的木块, 子弹的质量为m,打入木块的深度为d, 木块向前移动 S 后以速度 v 与子弹一起匀速运动,此过程中转化为内能的能量为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结0A 1 mv2v vB.mv vvC.mv0vvdD.mv0v vd可编辑资料 -
9、 - - 欢迎下载精品名师归纳总结00022sS可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结参考答案1.金属块在板上滑动过程中,统动量守恒。金属块最终停在什么位置要进行判定。假设金属块最终停在A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结上。三者有相同速度v,相对位移为 x,就有mv0mgx3mv1 mv 21 3mv 2解得:x4 m3L ,因此假定不可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结202合理,金属块肯定会滑上B。设 x 为金属块相对 B 的位移, v 1、v 2 表示 A、B 最终的速度, v0为金属块离开 A 滑上 B 瞬时的速度。可编辑资料 - - - 欢迎下载
10、精品名师归纳总结mv0mv02mv1mv 0mv 12mv 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结有:在 A 上mgL1 mv11 mv 212mv 2全过程mg Lx1 mv 21 mv 21 2mv 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结202021202122可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结v11m/s或 1 m / s 3v113m / s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结联立解得:v 00舍或v04 m / s 3v25 m / s 6可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结v 21 m / s或25 m / s 6x0.
11、25m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结* 解中,整个物理过程可分为金属块分别在A、B 上滑动两个子过程,对应的子系统为整体和金属块与可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结B。可分开列式,也可采纳子过程全过程列式,实际上是整体部分隔离法的一种变化。2 A 恰未滑离 B 板,就 A 达 B 最左端时具有相同速度v,有 Mv0-mv0 =M+mv vM m, v 0, 即与 B 板原速同向。MmMm v0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 A 的速度减为零时,离动身点最远,设A 的初速为 v0,A、B 摩擦力为 f ,向左运动对的最远位移为S,可编辑资料 -
12、- - 欢迎下载精品名师归纳总结就0fS1 mv202而 v 0 最大应满意 Mv0-mv0=M+mvfl1 M2mv 21 M2mv 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结0解得: sMm l 4M可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3由 A、B、C 受力情形知,当 B 从 v 0 减速到零的过程中, C 受力平稳而保持不动,此子过程中B 的位移v 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结0S1 和运动时间 t 1 分别为:S1, t1v0。然后 B、C以 g 的加速度一起做加速运动。A 连续减速,可编辑资料
13、- - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 gg直到它们达到相同速度v。对全过程: mA 2v0-mBv 0=mA+mB+mCv v=v 0/3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2B、C 的加速度amA g1g , 此子过程 B 的位移 S2v运动时间 t 22v2v0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结v20mBmC22g9gg3 g可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结0 总路程 SS1S211v 2, 总时间tt1t 25v 0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结18 g3 g A、B不发生碰撞时长为L, A、B 在 C 上相对 C 的位移分别
14、为 LA、LB,就 L=L A+LB7v 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结mA gLAmB gLB1 m A 2v0 221 mBv 2021 mAmB2mC v 2 解得: L03 g可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结* 对多过程复杂问题,优先考虑钱过程方程,特殊是 P=0 和 Q=fS 相=E 系统 。全过程方程更简洁。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4A 滑上 B 后到 B与墙碰撞前, 系统动量守恒, 碰前是否有相同速度v 需作以下判定: mv0=M+mv, v=2m/s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结此时 B 对位置移为
15、S1,就对 B:mgS11 Mv 22 S=1m5m,故在 B 与墙相撞前与 A 已达到相同可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结速度 v,设此时 A 在 B 上滑行 L1 距离,就mgL11 mv2021 M2mv 2 L 1=3m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结【以上为第一子过程】此后 A、B 以 v 匀速向右,直到 B 与墙相碰 此子过程不用争论 ,相碰后, B 的速度大小不变,方向变为反向, A 速度不变 此子过程由于碰撞时间极短且无能量缺失,不用运算 ,即 B 以 v 向左、 A 以 v 向右运动,当 A、B
16、再次达到相同速度 v时: Mv-mv=M+mv v =2/3 m/s 向左, 即 B 不会再与墙相碰, A、B 以 v向左匀速运动。设此过程 子过程 4A 相对 B 移动 L2,就可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结mgL21 M2mv 21 M2mv 2 L 2=1、33m L=L 1+L2=4.33m 为木板的最小长度。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结* +得mgL1 mv2021 M2mv2 实际上是全过程方程。与此类问题相对应的是:当PA始终大于 PB可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结时,系统最终
17、停在墙角,末动能为零。125. 子弹射入木块时,可认为木块未动。子弹与木块构成一个子系统,当此系统获共同速度v 1 时,小车速度不变,有 m0v0-mv=m0+mv1此后木块 含子弹 以 v 1 向左滑,不滑出小车的条件是:到达小车左端与小车有共同速度v 2,就 m0+mv1-Mv=m0+m+Mv2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结m0mgL1 m02mv 21 Mv 221 m02mM v 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2联立化简得: v 0 +0.8v 0-22500=0解得 v 0=149.6m/s为最大值, v0 149.6m/s6. 当物块相对小车静
18、止时,它们以共同速度v 做匀速运动,相互作用终止,v 即为小车最终速度mv0=2mv v=v 0/2=3m/s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 mgS1 mv 2021 2mv22S=6m nS0.51ld6.56次可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结物块最终仍停在小车正中。* 此解充分显示了全过程法的妙用。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结mv0 Mm vfS1Mv 21 mv0mv 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结7. AC A :Q1 mv 2021 M2C:22v mv 2Qfd可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结
19、弹簧类问题难点探究摸索在中学阶段,凡涉及的弹簧都不考虑其质量,称之为轻弹簧 ,这是一种常见的抱负化物理模型弹簧类问题多为综合性问题,涉及的学问面广,要求的才能较高,是高考的难点之一.难点提出1.( 99 年全国)如图 2-1 所示,两木块的质量分别为m1 和 m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1 和 k2, 上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平稳状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧 .在这过程中下面木块移动的距离为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结m1 gA.k1m2 gB.k1m1gC.k2m2 gD.k2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归
20、纳总结图 2 1图 2 22. 如图 2-2 所示,劲度系数为k1 的轻质弹簧两端分别与质量为m1、m2 的物块 1、2 拴接,劲度系数为k2 的轻质弹簧上端与物块2 拴接,下端压在桌面上(不拴接),整个系统处于平稳状态.现施力将物块1 缓慢的竖直上提,直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面.在此过程中,物块 2 的重力势能增加了,物块1 的重力势能增加了.3. 质量为 m 的钢板与直立轻弹簧的上端连接,弹簧下端固定在的上 .平稳时弹簧的压缩量为 x0,如图 2-3 所示 .一物块从钢板正上方距离为3x0 的 A 处自由落下,打在钢板上并马上与钢板一起向下运动,但不粘连.它们到达最低点后又向上运动.
21、已知物块质量为 m 时,它们恰能回到O 点 .如物块质量为 2m,仍从 A 处自由落下,就物块与可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结钢板回到 O 点时,仍具有向上的速度.求物块向上运动到达的最高点与O 点的距离 .案例探究例 1如图 2-4,轻弹簧和一根细线共同拉住一质量为m 的物体, 平稳时细线水平,弹簧与竖直夹角为 ,如突然剪断细线,刚刚剪断细线的瞬时,物体的加速度多大 .命题意图:考查懂得才能及推理判定才能.B 级要求 .图 2-3图 2-4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结错解分析:对弹簧模型与绳模型瞬态变化的特点不能加以区分,误认为弹簧弹力在细线剪断的瞬时可
22、编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结发生突变 从而导致错解 .解题方法与技巧:弹簧剪断前分析受力如图2-5,由几何关系可知: 弹簧的弹力 T=mg cos细线的弹力 T=mgtan细线剪断后由于弹簧的弹力及重力均不变,故物体的合力水平向右,与T等大而反向, F=mgtan ,故物体的加速度a=gtan ,水平向右 .图 2-5例 2 A、B 两木块叠放在竖直轻弹簧上,如图2-6 所示,已知木块 A、B 质量分别为0.42 kg 和 0.40 kg,弹簧的劲度系数k=100 N/m,如在木块 A 上作用一个竖 直向上的力 F ,使 A 由静止开头以 0.5 m/s2 的加速度竖直向上做
23、匀加速运动 ( g=10m/s2) .( 1)使木块 A 竖直做匀加速运动的过程中,力F 的最大值。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结( 2)如木块由静止开头做匀加速运动,直到A、B 分别的过程中,弹簧的弹性势能削减了0.248 J,求这一过程 F 对木块做的功 .命题意图:考查对物理过程、状态的综合分析才能.B 级要求 .图 2-6可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结错解分析:此题难点和失分点在于能否通过对此物理过程的分析后,确定两物体分别的临界点,即当弹簧作用下的两物体加速度、速度相同且相互作用的弹力N =0 时 ,恰好分别 .解题方法与技巧 :当 F=0(即不加
24、竖直向上F 力时),设 A、B 叠放在弹簧上 处 于 平 衡时弹簧的压缩量为x,有kx=( mA+mB) gx=( mA+mB) g/k对 A 施加 F 力,分析 A、B 受力如图2-7对 AF+N-mAg=mAa对 Bkx -N-mBg=mBa可知,当 N 0 时, AB 有共同加速度 a=a,由式知欲使A 匀加速运动,随N 减小 F 增大 .当 N=0时, F 取得了最大值F m,即 Fm=mA (g+a) =4.41 N又当 N=0 时, A、B 开头分别,由式知, 此时,弹簧压缩量kx =mB( a+g)x =mB( a+g) /k可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结AB
25、共同速度 v2=2a( x-x) 由题知,此过程弹性势能削减了WP=EP=0.248 J设 F 力功 WF,对这一过程应用动能定理或功能原理可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结W +E-( m+m ) g( x-x) =1 ( m +m) v2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结FPABAB2联立,且留意到EP=0.248 J10可知, WF =9.64-2 J锦囊妙计 一、高考要求轻弹簧是一种抱负化的物理模型,以轻质弹簧为载体,设置复杂的物理情形,考查力的概念,物体的平稳,牛顿定律的应用及能的转化与守恒,是高考命题的重点,此类命题几乎每年高考卷面均有所见.应引起足够重
26、视 .二、弹簧类命题突破要点1. 弹簧的弹力是一种由形变而打算大小和方向的力.当题目中显现弹簧时,要留意弹力的大小与方向时刻要与当时的形变相对应.在题目中一般应从弹簧的形变分析入手,先确定弹簧原长位置,现长位置, 找出形变量 x 与物体空间位置变化的几何关系,分析形变所对应的弹力大小、方向,以此来分析运算物体运动状态的可能变化 .2. 因弹簧(特殊是软质弹簧) 其形变发生转变过程需要一段时间,在瞬时内形变量可以认为不变.因此, 在分析瞬时变化时,可以认为弹力大小不变,即弹簧的弹力不突变.3. 在求弹簧的弹力做功时,因该变力为线性变化,可以先求平均力,再用功的定义进行运算,也可据可编辑资料 -
27、- - 欢迎下载精品名师归纳总结动能定理和功能关系:能量转化和守恒定律求解.同时要留意弹力做功的特点:Wk=-(12kx2 -21 kx12),弹2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结力的功等于弹性势能增量的负值.弹性势能的公式Ep=1 kx2,高考不作定量要求,可作定性争论.因此,在2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结求弹力的功或弹性势能的转变时,一般以能量的转化与守恒的角度来求解.消灭难点1. 如左图所示, 小球在竖直力 F 作用下将竖直弹簧压缩, 如将力 F 撤去, 小球将向上弹起并离开弹簧, 直到速度变为零为止,在小球上升的过程中A. 小球的动能先增大后减小B
28、. 小球在离开弹簧时动能最大C. 小球的动能最大时弹性势能为零可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结D. 小球的动能减为零时,重力势能最大2.( 00 年春)一轻质弹簧,上端悬挂于天花板,下端系一质量为M 的平板,处在平稳状态.一质量为m 的匀称环套在弹簧外, 与平板的距离为 h,如图右所示 .让环自由下落, 撞击平板 .已知碰后环与板以相同的速度向下运动,使弹簧伸长.A. 如碰撞时间极短,就碰撞过程中环与板的总动量守恒B. 如碰撞时间极短,就碰撞过程中环与板的总机械能守恒C. 环撞击板后,板的新的平稳位置与h 的大小无关D. 在碰后板和环一起下落的过程中,它们削减的动能等于克服弹簧
29、力所做的功3. 如图 2-10 所示的装置中, 木块 B 与水平桌面间的接触是光滑的,子弹 A 沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短.现将子弹、木块和弹簧合在一起作为争论对象(系统),就此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中A. 动量守恒,机械能守恒B. 动量不守恒,机械能不守恒C. 动量守恒,机械能不守恒图 2-10可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结D. 动量不守恒,机械能守恒4. 如图 2-11 所示,轻质弹簧原长L,竖直固定在的面上,质量为m 的小球从距的面 H 高处由静止开头下落,正好落在弹簧上,使弹簧的最大压缩量为x,在下落过程图 2-11可
30、编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结中,空气阻力恒为f,就弹簧在最短时具有的弹性势能为Ep=.5.( 01 年上海)如图 9-12( A )所示,一质量为m 的物体系于长度分别为l1、l 2 的两根细线上, l 1 的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为 ,l 2 水平拉直,物体处于平稳状态.现将 l 2 线剪断,求剪断瞬时物体的加速度 .( 1)下面是某同学对该题的一种解法:解:设 l 1 线上拉力为 T1, l2 线上拉力为 T2,重力为T1cos =mg,T1sin =T2,T2=mgtan剪断线的瞬时, T2 突然消逝,物体即在T2 反方向获得加速度图.2因为12mgtan
31、=ma,所以加速度 a=gtan ,方向在 T2 反方向 .你认为这个结果正确吗 .请对该解法作出评判并说明理由.( 2)如将图 A 中的细线 l1 改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图2-12( B)所示,其他条件不变, 求解的步骤与( 1)完全相同,即 a=gtan,你认为这个结果正确吗.请说明理由 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结*6. 如图 2-13 所示, A、 B、C 三物块质量均为 m,置于光滑水平台面上 .B、C 间夹有原已完全压紧不能再压缩的弹簧,两物块用细绳相连,使弹簧不能舒展.物块 A 以初速度 v0 沿 B、C 连线方向向 B 运动,相碰后, A 与
32、B、C 粘合在一起,然后连接B、C 的细绳因受扰动而突然断开,弹簧舒展,从而使C 与 A、B 分别,脱离弹簧后 C 的速度为 v0.( 1)求弹簧所释放的势能 E.( 2)如更换 B、C 间的弹簧,当物块A 以初速 v 向 B 运动,物块 C 在脱离弹簧后的速度为2v0,就弹簧所释放的势能 E是多少 .( 3)如情形( 2)中的弹簧与情形( 1)中的弹簧相同,为使物块C 在脱离弹簧后的速度仍为2v 0,A 的初速度 v 应为多大 .参考答案:难点提出可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结11.C2.2k1m2(m1+m2) g2;( 1k21 ) m1( m1+m2) g2k2可编辑
33、资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3.x02消灭难点1.AD2.AC3.B4.分析从小球下落到压缩最短全过程由动能定理:( mg-f)( H-L+x) -W 弹性=0 W 弹性=Ep=( mg-f)( H -L+x)5.( 1)结果不正确 .由于 l 2 被剪断的瞬时, l1 上张力的大小发生了突变,此瞬时T2=mg cos ,a=g sin( 2)结果正确,由于l2 被剪断的瞬时、弹簧l1 的长度不能发生突变、T1 的大小和方向都不变 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结6.( 1)12mv0( 2)31m( v-6v120) 2(3) 4v0可编辑资料 - - - 欢
34、迎下载精品名师归纳总结弹性碰撞模型及应用弹性碰撞问题及其变形在是中学物理中常见问题,在高中物理中占有重要位置,也是多年来高考的热点。弹性碰撞模型能与许多学问点综合,联系广泛,题目背景易推陈出新,把握这一模型,举一反三,可轻松解决这一类题,切实提高同学推理才能和分析解决问题才能。所以我们有必要争论这一模型。一 弹性碰撞模型弹性碰撞是碰撞过程无机械能缺失的碰撞,遵循的规律是动量守恒和系统机械能守恒。准确的说是碰撞前后动量守恒,动能不变。在题目中常见的弹性球、光滑的钢球及分子、原子等微观粒子的碰撞都是弹性碰撞。已知 A、B 两个钢性小球质量分别是m1、m2,小球 B 静止在光滑水平面上, A 以初速
35、度 v0 与小球 B 发生弹性碰撞,求碰撞后小球A 的速度 v1,物体 B 的速度 v2 大小和可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结方向解析: 取小球 A 初速度 v0 的方向为正方向,因发m1v0ABm1v1 A图 1m2v2 B生 的 是 弹 性可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结碰撞,碰撞前后动量守恒、动能不变有:m 1v0= m1v1+ m2v21 m v 21 m v21 m v 21 01 122222可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由两式得: v1m1m2 v0,2m1v0v2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结m1m2m1m2
36、结论:( 1)当 m1=m2 时, v1=0, v2=v0,明显碰撞后 A 静止, B 以 A 的初速度运动,两球速度交换,并且 A 的动能完全传递给B,因此 m1=m2 也是动能传递最大的条件。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结( 2)当 m1m2 时, v1 0,即 A、B 同方向运动,因m1m2 2m1,所以速度大小v1v2,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结m1m2m1m2即两球不会发生其次次碰撞。如 m1m2 时, v1= v 0, v2=2v0 即当质量很大的物体A 碰撞质量很小的物体B 时,物体 A 的速度几乎不变,物体 B以 2 倍于物体 A的速度向
37、前运动。( 3)当 m1m2 时,就 v1 0,即物体 A反向运动。当 m1m2 时, v1= -v 0, v2=0 即物体 A 以原先大小的速度弹回,而物体B 不动, A 的动能完全没有传给 B,因此 m1m B 经时间 T 发生下次碰撞且发生在平稳位置C假如 mA m B 经时间 T/2 发生下次碰撞且发生在平稳位置右侧D 假如 mAm B 经时间 T/2 发生下次碰撞且发生在平稳位置左侧解析 当 mA=m B 时, A、B 球在平稳位置发生弹性碰撞,速度互换,A 球静止,由于B 摆长是 A 摆长可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结的 4 倍,由单摆周期公式T2L 可知,A 周期是 T,B 的周期是 2T,当 B 球反向摆回到平稳位置经时间g可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结为 T,再次发生碰撞。故A 选项正确。当 mAmB 时,发生第一次碰撞后两球同向右摇摆,但A 球的速度小于 B 球的速度,并有 A 的周期是 B 周期的一半, T/2 时 B 到达右侧最大位
限制150内