
1. 會分析、計(jì)算“滑塊—彈簧”模型有關(guān)問題.2.理解“滑塊—斜(曲)面”模型與碰撞的相似性,會解決相關(guān)問題.3.會用動量觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)分析計(jì)算“子彈打木塊”.
考點(diǎn)一 “滑塊—彈簧”模型1.模型圖示2.模型特點(diǎn)(1)動量守恒:兩個物體與彈簧相互作用的過程中,若系統(tǒng)所受外力的矢量和為零,則系統(tǒng)動量守恒.(2)機(jī)械能守恒:系統(tǒng)所受的外力做功為零,除彈簧彈力以外的內(nèi)力不做功,系統(tǒng)機(jī)械能守恒.(3)彈簧處于最長(最短)狀態(tài)時(shí)兩物體速度相等,彈性勢能最大,系統(tǒng)動能通常最小(相當(dāng)于完全非彈性碰撞,兩物體減少的動能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能).
例 1 [2024·山東日照市模擬]A、B兩小球靜止在光滑水平面上,用水平輕彈簧相連接,A、B兩球的質(zhì)量分別為m和M(m<M).若使A球獲得瞬時(shí)速度v(如圖甲),彈簧壓縮到最短時(shí)的長度為L1;若使B球獲得瞬時(shí)速度v(如圖乙),彈簧壓縮到最短時(shí)的長度為L2,則L1與L2的大小關(guān)系為( )A.L1>L2 B.L1<L2C.L1=L2 D.不能確定
考點(diǎn)二 “滑塊— 斜(曲)面”模型1.模型圖示
考點(diǎn)三 “滑塊—木板”模型
例 5 如圖所示,在光滑的水平桌面上靜止放置一個質(zhì)量為980 g的長方形勻質(zhì)木塊,現(xiàn)有一顆質(zhì)量為20 g的子彈以大小為300 m/s的水平速度沿木塊的中心軸線射向木塊,最終留在木塊中,和木塊一起以共同的速度運(yùn)動.已知木塊沿子彈運(yùn)動方向的長度為10 cm,子彈打進(jìn)木塊的深度為6 cm.設(shè)木塊對子彈的阻力保持不變.(1)求子彈和木塊的共同速度以及它們在此過程中所產(chǎn)生的內(nèi)能.(2)若子彈是以大小為400 m/s的水平速度從同一方向水平射向該木塊,則在射中木塊后能否射穿該木塊?
(1)求木板剛接觸彈簧時(shí)速度v1的大小及木板運(yùn)動前右端距彈簧左端的距離x1;(2)求木板與彈簧接觸以后,物塊與木板之間即將相對滑動時(shí)彈簧的壓縮量x2及此時(shí)木板速度v2的大??;(3)已知木板向右運(yùn)動的速度從v2減小到0所用時(shí)間為t0.求木板從速度為v2時(shí)到之后與物塊加速度首次相同的過程中,系統(tǒng)因摩擦轉(zhuǎn)化的內(nèi)能ΔU(用t0表示).
[教你解決問題] 審題圖解
過程1:m1、m2組成的系統(tǒng)動量守恒,由動量守恒定律、牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式解題;過程2:m1、m2組成的系統(tǒng)在彈簧彈力作用下減速,由牛頓第二定律和系統(tǒng)動能定理解題;過程3:m1、m2分別以不同的加速度減速,然后反向以不同的加速度加速,直到加速度相同,由動量定理和系統(tǒng)能量守恒定律解題.
核心素養(yǎng)提升 答題要規(guī)范,得分有技巧1.在書寫答案時(shí),應(yīng)采用簡潔的文字說明與方程式相結(jié)合的方式.2.在解題過程中,必須使用題目中給出的物理量,若題目中未給出某些物理量,則需根據(jù)題意設(shè)定,并明確其物理含義,且采用通用的符號表示.3.在列方程式時(shí),應(yīng)使用原始公式,不應(yīng)使用導(dǎo)出公式而導(dǎo)致失分.4.在列方程式時(shí),應(yīng)分步進(jìn)行,不要列綜合式或連等式,因閱卷時(shí)是要按式給分.5.在解答過程中,應(yīng)準(zhǔn)確寫出表達(dá)式和結(jié)果,而不必寫出代入數(shù)據(jù)和運(yùn)算過程.6.若遇到實(shí)在不會做的題目,可以將題中可能用到的公式全部列出,評分時(shí)可能據(jù)所列出的公式是否正確,“踩點(diǎn)”給分.
典例 在豎直平面內(nèi),質(zhì)量為m1=0.1 kg的小球A用長為l=0.5 m的不可伸長的細(xì)線懸掛于O點(diǎn),光滑水平地面到O點(diǎn)的距離為h=0.5 m,在O點(diǎn)正下方放置一質(zhì)量為m2=0.1 kg的小球B.C為一固定的半徑為R=0.1 m的光滑半圓弧槽.把小球A拉到如圖所示位置,細(xì)線恰好伸直,且細(xì)線與豎直方向的夾角α=37°.由靜止釋放小球A,當(dāng)細(xì)線再次伸直時(shí),小球沿細(xì)線方向的速度瞬間變?yōu)?.兩小球的碰撞為彈性碰撞,且兩球都可視為質(zhì)點(diǎn),忽略空氣阻力,取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8.(1)求小球A由靜止釋放后,細(xì)線再次伸直前瞬間,小球A的速度大??;(2)判斷小球B能否到達(dá)半圓弧槽最高點(diǎn)D,如果不能,請說明理由;如果能,求出小球B對半圓弧槽D點(diǎn)的壓力大小.
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