力学规律的优选策略

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1、力学规律的优选策略理科综合命题,以学科内综合为主,如何优选合理的物理规律使高考综合题目得以迅速高效地实现突破,是考生最感棘手的难点之一.●难点磁场图32-11.(★★★★★)如图32-1所示,长为L=0.50m的木板AB静止、固定在水平面上,在AB的左端面有一质量为M=0.48kg的小木块C(可视为质点),现有一质量为m=20g的子弹以v0=75m/s的速度射向小木块C并留在小木块中.已知小木块C与木板AB之间的动摩擦因数为μ=0.1.(g取10m/s2)(1)求小木块C运动至AB右端面时的速度大小v2.(2)若将木板AB固定在以u=1.0m/s恒

2、定速度向右运动的小车上(小车质量远大于小木块C的质量),小木块C仍放在木板AB的A端,子弹以v0′=76m/s的速度射向小木块C并留在小木块中,求小木块C运动至AB右端面的过程中小车向右运动的距离s.图32-22.(★★★★★)将带电量Q=0.3C,质量m′=0.15kg的滑块,放在小车的绝缘板的右端,小车的质量M=0.5kg,滑块与绝缘板间的动摩擦因数μ=0.4,小车的绝缘板足够长,它们所在的空间存在着磁感应强度B=20T的水平方向的匀强磁场,开始时小车静止在光滑水平面上,当一个摆长为L=1.25m,摆球质量m=0.4kg的单摆从水平位置由静止释

3、放,摆到最低点时与小车相撞,如图32-2所示,碰撞后摆球恰好静止,g取10m/s2.求:(1)摆球与小车碰撞过程中系统损失的机械能E是多少?(2)碰撞后小车的最终速度是多少?●案例探究[例1](★★★★)如图32-3所示,一质量为m的小球,在B点从静止开始沿半球形容器内壁无摩擦地滑下,B点与容器底部A点的高度差为h.容器质量为M,内壁半径为R,求:(1)当容器固定在水平桌面上,小球滑至底部A时,容器内壁对小球的作用力大小.图32-3(2)当容器放置在光滑的水平桌面上,小球滑至底部A时,小球相对容器的速度大小?容器此时对小球的作用力大小.命题意图:考

4、查机械能守恒定律及其应用,考查动量守恒定律及其应用,考查相对运动知识及牛顿第二定律,在能力上主要考核分析、理解、应用能力.错解分析:在用牛顿第二定律列出T-mg=m后,要理解v是指m相对球心的速度.而许多考生在第(2)问中将小球相对于地面的速度v2代入,导致错解.解题方法与技巧:(1)m下滑只有重力做功,故机械能守恒,即有mgh=mv2,v2=2gh①底部A是圆周上的一点,由牛顿第二定律,有:T-mg=mT=mg+m=mg+m=mg(1+)(2)容器放置在水平桌面上,则m与M组成的系统在水平方向不受外力,故系统在水平方向上动量守恒;又因m与M无摩擦

5、,故m与M的总机械能也守恒.令m滑到底部时,m的速度为v1,M的速度为v2.由动量守恒定律得:0=mv1+Mv2①由机械能守恒定律得:mgh=mv12+Mv22②联立①②两式解得:v1=,v2=-小球相对容器的速度大小v′,v′=v1-v2=由牛顿第二定律得:T′-mg=m图32-4T′=mg+m=mg[1+][例2](★★★★★)质量为m的物体A,以速度v0从平台上滑到与平台等高、质量为M的静止小车B上,如图32-4所示.小车B放在光滑的水平面上,物体A与B之间的滑动摩擦因数为μ,将A视为质点,要使A不致从小车上滑出,小车B的长度L至少应为多少?

6、命题意图:考查对A、B相互作用的物理过程的综合分析能力,及对其中隐含条件的挖掘能力,B级要求.错解分析:不能逐段分析物理过程,选择恰当的规律使问题求解简便化.解题方法与技巧:解法一:力的观点取向右方向为正方向,对A、B分别用牛顿第二定律:-μmg=maA,μmg=MaB应用加速度的定义式:aA=,aB=由牛顿第三定律有:MaB=maA①由以上各式解出:v′=,aA=-μg,aB=μg由运动学公式:对A:v′2-v02=2aA(L+s)②对B:v′2=2aBs③联立①②③可解得:L=解法二:功能关系与动量守恒定律对A、B系统运用动量守恒定律:mv0=

7、(M+m)v′①由功能关系:μmgL=mv02-(M+m)v′2②联立①②两式,解得:L=解法三:用“相对运动”求解平时位移、加速度、速度都是相对地面(以地面为参照物),本题改为以B为参照物,运用A相对于B的位移、速度和加速度来求解.取向右方向为正,则A相对B加速度:aAB=aA-aB=-=-μg-μg由运动学公式得:02-v02=2aABLL===●锦囊妙计解决动力学问题,一般有三种途径:(1)牛顿第二定律和运动学公式(力的观点);(2)动量定理和动量守恒定律(动量观点);(3)动能定理、机械能守恒定律、功能关系、能的转化和守恒定律(能量观点).

8、以上这三种观点俗称求解力学问题的三把“金钥匙”.三把“金钥匙”的合理选取:研究某一物体所受力的瞬时作用与物体运动状态的关系

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1、力学规律的优选策略理科综合命题,以学科内综合为主,如何优选合理的物理规律使高考综合题目得以迅速高效地实现突破,是考生最感棘手的难点之一.●难点磁场图32-11.(★★★★★)如图32-1所示,长为L=0.50m的木板AB静止、固定在水平面上,在AB的左端面有一质量为M=0.48kg的小木块C(可视为质点),现有一质量为m=20g的子弹以v0=75m/s的速度射向小木块C并留在小木块中.已知小木块C与木板AB之间的动摩擦因数为μ=0.1.(g取10m/s2)(1)求小木块C运动至AB右端面时的速度大小v2.(2)若将木板AB固定在以u=1.0m/s恒

2、定速度向右运动的小车上(小车质量远大于小木块C的质量),小木块C仍放在木板AB的A端,子弹以v0′=76m/s的速度射向小木块C并留在小木块中,求小木块C运动至AB右端面的过程中小车向右运动的距离s.图32-22.(★★★★★)将带电量Q=0.3C,质量m′=0.15kg的滑块,放在小车的绝缘板的右端,小车的质量M=0.5kg,滑块与绝缘板间的动摩擦因数μ=0.4,小车的绝缘板足够长,它们所在的空间存在着磁感应强度B=20T的水平方向的匀强磁场,开始时小车静止在光滑水平面上,当一个摆长为L=1.25m,摆球质量m=0.4kg的单摆从水平位置由静止释

3、放,摆到最低点时与小车相撞,如图32-2所示,碰撞后摆球恰好静止,g取10m/s2.求:(1)摆球与小车碰撞过程中系统损失的机械能E是多少?(2)碰撞后小车的最终速度是多少?●案例探究[例1](★★★★)如图32-3所示,一质量为m的小球,在B点从静止开始沿半球形容器内壁无摩擦地滑下,B点与容器底部A点的高度差为h.容器质量为M,内壁半径为R,求:(1)当容器固定在水平桌面上,小球滑至底部A时,容器内壁对小球的作用力大小.图32-3(2)当容器放置在光滑的水平桌面上,小球滑至底部A时,小球相对容器的速度大小?容器此时对小球的作用力大小.命题意图:考

4、查机械能守恒定律及其应用,考查动量守恒定律及其应用,考查相对运动知识及牛顿第二定律,在能力上主要考核分析、理解、应用能力.错解分析:在用牛顿第二定律列出T-mg=m后,要理解v是指m相对球心的速度.而许多考生在第(2)问中将小球相对于地面的速度v2代入,导致错解.解题方法与技巧:(1)m下滑只有重力做功,故机械能守恒,即有mgh=mv2,v2=2gh①底部A是圆周上的一点,由牛顿第二定律,有:T-mg=mT=mg+m=mg+m=mg(1+)(2)容器放置在水平桌面上,则m与M组成的系统在水平方向不受外力,故系统在水平方向上动量守恒;又因m与M无摩擦

5、,故m与M的总机械能也守恒.令m滑到底部时,m的速度为v1,M的速度为v2.由动量守恒定律得:0=mv1+Mv2①由机械能守恒定律得:mgh=mv12+Mv22②联立①②两式解得:v1=,v2=-小球相对容器的速度大小v′,v′=v1-v2=由牛顿第二定律得:T′-mg=m图32-4T′=mg+m=mg[1+][例2](★★★★★)质量为m的物体A,以速度v0从平台上滑到与平台等高、质量为M的静止小车B上,如图32-4所示.小车B放在光滑的水平面上,物体A与B之间的滑动摩擦因数为μ,将A视为质点,要使A不致从小车上滑出,小车B的长度L至少应为多少?

6、命题意图:考查对A、B相互作用的物理过程的综合分析能力,及对其中隐含条件的挖掘能力,B级要求.错解分析:不能逐段分析物理过程,选择恰当的规律使问题求解简便化.解题方法与技巧:解法一:力的观点取向右方向为正方向,对A、B分别用牛顿第二定律:-μmg=maA,μmg=MaB应用加速度的定义式:aA=,aB=由牛顿第三定律有:MaB=maA①由以上各式解出:v′=,aA=-μg,aB=μg由运动学公式:对A:v′2-v02=2aA(L+s)②对B:v′2=2aBs③联立①②③可解得:L=解法二:功能关系与动量守恒定律对A、B系统运用动量守恒定律:mv0=

7、(M+m)v′①由功能关系:μmgL=mv02-(M+m)v′2②联立①②两式,解得:L=解法三:用“相对运动”求解平时位移、加速度、速度都是相对地面(以地面为参照物),本题改为以B为参照物,运用A相对于B的位移、速度和加速度来求解.取向右方向为正,则A相对B加速度:aAB=aA-aB=-=-μg-μg由运动学公式得:02-v02=2aABLL===●锦囊妙计解决动力学问题,一般有三种途径:(1)牛顿第二定律和运动学公式(力的观点);(2)动量定理和动量守恒定律(动量观点);(3)动能定理、机械能守恒定律、功能关系、能的转化和守恒定律(能量观点).

8、以上这三种观点俗称求解力学问题的三把“金钥匙”.三把“金钥匙”的合理选取:研究某一物体所受力的瞬时作用与物体运动状态的关系

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