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1、增分微课5 力学观点综合应用,题型综述 一、力的三个作用效果与五个规律,二、常见的力学模型及其结论,应考策略 (1)认真审题,明确题目所述的物理情境,确定研究对象. (2)分析研究对象的受力情况、运动状态以及运动状态的变化过程,作草图. (3)根据运动状态的变化规律确定解题观点,选择适用规律: 若用力的观点解题,要认真分析运动状态的变化,关键是求出加速度; 若用两大定理求解,应确定过程的始、末状态的动量(动能),分析并求出过程中的冲量(功); 若可判断研究对象在某运动过程中满足动量守恒或机械能守恒的条件,则可根据题意选择合适的始、末状态,列守恒关系式,一般这两个守恒定律多用于求研究对象在末状态
2、时的速度(率).,(4)根据选择的规律列式,有时还需要挖掘题目中的其他条件(如隐含条件、临界条件、几何关系等)并列出辅助方程. (5)代入数据,计算结果.,例1 2018四川蓉城联考 如图W5-1所示,在竖直平面(纸面)内固定一内径很小、内壁光滑的圆管轨道ABC,它由两个半径均为R的四分之一圆管顺接而成,A、C两端切线水平.在足够长的光滑水平台面上静置一个光滑圆弧轨道DE,圆弧轨道D端上缘恰好与圆管轨道的C端内径下缘水平对接.一质量为m的小球(可视为质点)以某一水平速度从A点射入圆管轨道,通过C点后进入圆弧轨道运动, 过C点时轨道对小球的压力为2mg,小球始终没有离开圆 弧轨道.已知圆弧轨道D
3、E的质量为2m,重力加速度为g.求: (1)小球从A点进入圆管轨道时的速度大小; (2)小球沿圆弧轨道上升的最大高度.,应用实例,图W5-1,变式题 如图W5-2所示为过山车简易模型,它由光滑水平轨道和竖直面内的光滑圆形轨道组成,Q点为圆形轨道最低点,M点为最高点,水平轨道PN右侧的光滑水平地面上并排放置两块木板c、d,两木板间相互接触但不粘连,木板上表面与水平轨道PN平齐,小滑块b放置在轨道QN上.现小滑块a从P点以初速度v0水平向右运动,沿圆形轨道运动一周后进入水平轨道与小滑块b发生碰撞,碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失,碰后a沿原路返回到M点时对轨道压力恰好为0,碰后滑块b最终恰好没
4、有离开木板d.已知小滑块a的质量为1 kg,c、d两木板质量均为3 kg,小滑块b的质量也为3 kg, c木板长为2 m,圆形轨道半径为0.32 m,滑块b与两木板间的动摩擦因数均为0.2,重力加速度g取10 m/s2.,(1)小滑块a与小滑块b碰后,滑块b的速度为多大? (2)小滑块b刚离开长木板c时的速度为多大? (3)木板d的长度为多少?,图W5-2,例2 2018成都七中模拟 火车车厢之间由车钩连接,火车启动前车钩间都有间隙.不妨将火车的启动简化成如图W5-3所示的情景:在光滑水平面上有19个静止的质量均为m的木箱,自右向左编号依次为0、1、2、3、18,相邻木箱之间由完全非弹性的钩子
5、连接,当钩子前、后两部分相碰时,与钩子相连的两木箱速度立即变为相等.所有木箱均静止时,每一个车钩前、后两部分间的距离都为L. (1)若只给第0号木箱一个水平向右的初速度v0,求第18号木箱刚运动时的速度大小. (2)若从某时刻开始,持续对第0号木箱施加向右的水平恒力F,使木箱从静止开始运动,求: 第1号木箱刚运动时的速度大小;,从施加恒力F到第18号木箱开始运动经历的时间.,图W5-3,变式题 2018湛江二模 如图W5-4所示,水平地面放置A和B两个物块,A的质量m1=2 kg,B的质量m2=1 kg,物块A、B与地面间的动摩擦因数均为=0.5.现对物块A施加一个与水平方向成37角的外力F,
6、F=10 N,使A由静止开始运动,经过12 s物块A刚好运动到物块B处,A物块与B物块碰前瞬间撤掉外力F,A与B碰撞过程没有能量损失,设碰撞时间很短,A、B均可视为质点,g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8. (1)求A与B碰撞前瞬间A的速度大小; (2)若在B的正前方放置一个弹性挡板, 物块B与挡板碰撞时没有能量损失,要 保证物块A和B能发生第二次碰撞,弹 性挡板与物块B的距离L不得超过多少?,图W5-4,解析 (1)设A与B碰前速度为v1,由牛顿第二定律得 Fcos 37-(m1g-Fsin 37)=m1a 解得a=0.5 m/s2 速度v1=at=6 m/s (
7、2)A、B相碰,设碰后A的速度为v1,B的速度为v2,由动量守恒定律和机械能守恒定律得m1v1=m1v1+m2v2 m1=m1v+m2 解得v1=2 m/s,v2=8 m/s,1.将一小物体以初速度v0竖直向上抛出,若物体所受的空气阻力的大小不变,则小物体到达最高点的最后1 s内和离开最高点的第1 s内通过的路程x1和x2及速度的变化量v1和v2的大小关系是 ( ) A.x1=x2 B.x1v2 D.v1v2,题组演练,答案 C,2.如图W5-5甲所示,质量为2 kg的物体受水平拉力F的作用,在粗糙水平面上做加速直线运动,其a-t图像如图乙所示,已知t=0时其速度大小为2 m/s,所受滑动摩擦
8、力的大小恒为2 N,则 ( ) A.在t=6 s时,物体的速度为18 m/s B.在06 s内,合力对物体做的功为400 J C.在06 s内,拉力对物体的冲量为36 Ns D.在t=6 s时,拉力F的功率为200 W,图W5-5,答案 D,3.2018湖南张家界三模 如图W5-6所示,质量为M的滑块放置在光滑水平面上,滑块的一侧是一个四分之一圆弧EF,圆弧半径为R=1 m,E点处的切线水平.质量为m的小球以初速度v0从E点冲上滑块,若小球刚好没跃出圆弧的上端,已知M=4m,g取10 m/s2,不计摩擦,则小球的初速度v0的大小为 ( ) A.4 m/s B.5 m/s C.6 m/s D.7
9、 m/s,图W5-6,答案 B,4.(多选)如图W5-7所示,已知物体与三块材料不同的长方形板间的动摩擦因数分别为、2和3,三块板长度均为L,并排铺在水平地面上,该物体以一定的初速度v0从第一块板的最左端a点滑上第一块板,恰好滑到第三块板的最右端d点停下来,在物体运动过程中三块板均保持静止.若物体从d点以相同大小的初速度水平向左运动,三块板仍能保持静止,则下列说法正确的是 ( ) A.物体恰好运动到a点并停下来 B.物体不能运动到a点 C.物体两次经过c点时速度大小相等 D.物体两次经过b点时速度大小相等,图W5-7,答案 AC,图W5-8,答案 AC,6.(多选)如图W5-9所示,光滑水平面
10、上的三个小球a、b、c的质量均为m,小球b、c与轻弹簧相连且静止,小球a以速度v0冲向小球b,与之相碰并粘在一起运动.在整个运动过程中,下列说法正确的是 ( ) A.三个小球与弹簧组成的系统 动量守恒,机械能不守恒 B.三个小球与弹簧组成的系统动量守恒,机械能也守恒 C.当小球b、c速度相等时,弹簧的弹性势能最大 D.当弹簧恢复原长时,小球c的动能一定最大,小球b的动能一定不为零,图W5-9,答案 ACD,7.2018哈尔滨一模 如图W5-10所示,质量为m=2 kg的长木板A静止于光滑水平面上,在其水平的上表面左端放一质量为m=2 kg的滑块B,已知木板长为L=1 m,它与滑块之间的动摩擦因
11、数为=0.2.现用水平向右的恒力F=16 N拉滑块B.重力加速度g取10 m/s2. (1)在恒力F的作用下,使B从A的右端滑出,恒力F做多少功? (2)求上述过程中滑块与木板之间产生的热量.,图W5-10,答案 (1)24 J (2)4 J,8.2018湖南永州三模 如图W5-11所示,质量为m2=2 kg的滑道静止在光滑的水平面上,滑道的AB部分是半径为R=0.3 m的四分之一圆弧,圆弧底部与滑道水平部分相切,滑道水平部分右端固定一个轻弹簧.滑道CD部分粗糙,长为L=0.2 m,动摩擦因数=0.10,其他部分均光滑.现让质量为m1=1 kg的物块(可视为质点)从A点由静止释放,g取10 m
12、/s2.求: (1)物块到达最低点时的速度大小; (2)在整个运动过程中弹簧具有的 最大弹性势能; (3)物块最终停止的位置.,图W5-11,答案 (1)2 m/s (2)2.8 J (3)最终停在D点,9.2018郑州三模 如图W5-12所示,长木板B的质量为m2=1.0 kg,静止在粗糙的水平地面上,长木板左侧的地面光滑.质量为m3=1.0 kg、可视为质点的物块C放在长木板的最右端.质量m1=0.5 kg的物块A以速度v0=9 m/s与长木板发生正碰(时间极短),之后B、C发生相对运动.已知物块C与长木板间的动摩擦因数1=0.1,长木板与地面间的动摩擦因数为2=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个过程物块C始终在长木板上,g取10 m/s2. (1)若A、B相撞后粘在一起,求碰撞 过程损失的机械能. (2)若A、B发生弹性碰撞,求整个过程物块C和长木板的相对位移.,图W5-12,