06届高三物理专题 "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.
1.(★★★★★)如图32-1所示,长为L=0.50 m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=0.48 kg的小木块C(可视为质点),现有一质量为m=20 g的子弹以v0=75 m/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10 m/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=1.0 m/s恒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′=76 m/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.
2.(★★★★★)将带电量Q=0.3 C,质量m′=0.15 kg的滑块,放在小车的绝缘板的右端,小车的质量M=0.5 kg,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=20 T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=1.25 m,
摆球质量m=0.4 kg的单摆从水平位置由静止释放,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10 m/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.
(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=2gh ①
底部A是圆周上的一点,由牛顿第二定律,有:T-mg=m
T=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,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+Mv2 ①
由机械能守恒定律得:mgh=mv12+Mv22 ②
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
T ′=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
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=maA ①
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=2aBs ③
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06届高三物理专题
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