高三物理專題力學(xué)規(guī)律的優(yōu)選策略

1、06屆高三物理專題 “力學(xué)規(guī)律的優(yōu)選策略”理科綜合命題，以學(xué)科內(nèi)綜合為主，如何優(yōu)選合理的物理規(guī)律使高考綜合題目得以迅速高效地實(shí)現(xiàn)突破，是考生最感棘手的難點(diǎn)之一.圖32-11.()如圖32-1所示，長(zhǎng)為l=0.50 m的木板ab靜止、固定在水平面上，在ab的左端面有一質(zhì)量為m=0.48 kg的小木塊c（可視為質(zhì)點(diǎn)），現(xiàn)有一質(zhì)量為m=20 g的子彈以v0=75 m/s的速度射向小木塊c并留在小木塊中.已知小木塊c與木板ab之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.1.( g取10 m/s2)(1)求小木塊c運(yùn)動(dòng)至ab右端面時(shí)的速度大小v2.(2)若將木板ab固定在以u(píng)=1.0 m/s恒定速度向右運(yùn)動(dòng)的小車上（小車質(zhì)

2、量遠(yuǎn)大于小木塊c的質(zhì)量），小木塊c仍放在木板ab的a端，子彈以v0=76 m/s的速度射向小木塊c并留在小木塊中，求小木塊c運(yùn)動(dòng)至ab右端面的過(guò)程中小車向右運(yùn)動(dòng)的距離s.圖32-22.()將帶電量q=0.3 c，質(zhì)量m=0.15 kg的滑塊，放在小車的絕緣板的右端，小車的質(zhì)量m=0.5 kg，滑塊與絕緣板間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.4，小車的絕緣板足夠長(zhǎng)，它們所在的空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度b=20 t的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，開(kāi)始時(shí)小車靜止在光滑水平面上，當(dāng)一個(gè)擺長(zhǎng)為l=1.25 m，擺球質(zhì)量m=0.4 kg的單擺從水平位置由靜止釋放，擺到最低點(diǎn)時(shí)與小車相撞，如圖32-2所示，碰撞后擺球恰好靜止，g取10 m

3、/s2.求：（1）擺球與小車碰撞過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能e是多少？（2）碰撞后小車的最終速度是多少？案例探究例1()如圖32-3所示，一質(zhì)量為m的小球，在b點(diǎn)從靜止開(kāi)始沿半球形容器內(nèi)壁無(wú)摩擦地滑下，b點(diǎn)與容器底部a點(diǎn)的高度差為h.容器質(zhì)量為m，內(nèi)壁半徑為r，求： (1)當(dāng)容器固定在水平桌面上，小球滑至底部a時(shí)，容器內(nèi)壁對(duì)小球的作用力大小.圖32-3(2)當(dāng)容器放置在光滑的水平桌面上，小球滑至底部a時(shí)，小球相對(duì)容器的速度大小?容器此時(shí)對(duì)小球的作用力大小.命題意圖：考查機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用，考查動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用，考查相對(duì)運(yùn)動(dòng)知識(shí)及牛頓第二定律，在能力上主要考核分析、理解、應(yīng)用能力.錯(cuò)解分析：在

4、用牛頓第二定律列出t-mg=m后，要理解v是指m相對(duì)球心的速度.而許多考生在第（2）問(wèn)中將小球相對(duì)于地面的速度v2代入，導(dǎo)致錯(cuò)解.解題方法與技巧：(1)m下滑只有重力做功，故機(jī)械能守恒，即有mgh=mv，v2=2gh 底部a是圓周上的一點(diǎn)，由牛頓第二定律，有：t-mg=m t=mg+m =mg+m=mg(1+)(2)容器放置在水平桌面上，則m與m組成的系統(tǒng)在水平方向不受外力，故系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒；又因m與m無(wú)摩擦，故m與m的總機(jī)械能也守恒.令m滑到底部時(shí)，m的速度為v1，m的速度為v2.由動(dòng)量守恒定律得：0=mv1+mv2 由機(jī)械能守恒定律得：mgh=mv+mv 聯(lián)立兩式解得：v1=，v

5、2=-小球相對(duì)容器的速度大小v，v=v1-v2=圖32-4由牛頓第二定律得：t-mg=mt =mg+m=mg1+例2(）質(zhì)量為m的物體a，以速度v0從平臺(tái)上滑到與平臺(tái)等高、質(zhì)量為m的靜止小車b上，如圖32-4所示.小車b放在光滑的水平面上，物體a與b之間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為，將a視為質(zhì)點(diǎn)，要使a不致從小車上滑出，小車b的長(zhǎng)度l至少應(yīng)為多少?命題意圖：考查對(duì)a、b相互作用的物理過(guò)程的綜合分析能力，及對(duì)其中隱含條件的挖掘能力，b級(jí)要求.錯(cuò)解分析：不能逐段分析物理過(guò)程，選擇恰當(dāng)?shù)囊?guī)律使問(wèn)題求解簡(jiǎn)便化.解題方法與技巧：解法一：力的觀點(diǎn)取向右方向?yàn)檎较?，?duì)a、b分別用牛頓第二定律：-mg=maa，mg=m

6、ab應(yīng)用加速度的定義式：aa=,ab= 由牛頓第三定律有：mab=maa 由以上各式解出：v=,aa=-g，ab=g由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：對(duì)a：v2-v2=2aa(l+s) 對(duì)b：v2=2abs 聯(lián)立可解得：l=解法二：功能關(guān)系與動(dòng)量守恒定律對(duì)a、b系統(tǒng)運(yùn)用動(dòng)量守恒定律：mv0=(m+m)v 由功能關(guān)系：mgl=mv0- (m+m)v 聯(lián)立兩式，解得：l=解法三：用“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”求解平時(shí)位移、加速度、速度都是相對(duì)地面(以地面為參照物)，本題改為以b為參照物，運(yùn)用a相對(duì)于b的位移、速度和加速度來(lái)求解.取向右方向?yàn)檎?，則a相對(duì)b加速度：aab=aa-ab=-=-g-g由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：0-v=2aabll=錦

7、囊妙計(jì)解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，一般有三種途徑：（1）牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式(力的觀點(diǎn))；（2）動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律(動(dòng)量觀點(diǎn))；（3）動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律(能量觀點(diǎn)).以上這三種觀點(diǎn)俗稱求解力學(xué)問(wèn)題的三把“金鑰匙”.三把“金鑰匙”的合理選?。貉芯磕骋晃矬w所受力的瞬時(shí)作用與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系(或涉及加速度)時(shí)，一般用力的觀點(diǎn)解決問(wèn)題；研究某一物體受到力的持續(xù)作用發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)，一般選用動(dòng)量定理，涉及功和位移時(shí)優(yōu)先考慮動(dòng)能定理；若研究的對(duì)象為一物體系統(tǒng)，且它們之間有相互作用時(shí)，優(yōu)先考慮兩大守恒定律，特別是出現(xiàn)相對(duì)路程的則優(yōu)先考慮能量守恒定律.一般來(lái)說(shuō)，用動(dòng)量觀點(diǎn)和

8、能量觀點(diǎn)比用力的觀點(diǎn)解題簡(jiǎn)便，因此在解題時(shí)優(yōu)先選用這兩種觀點(diǎn)；但在涉及加速度問(wèn)題時(shí)就必須用力的觀點(diǎn).有些問(wèn)題，用到的觀點(diǎn)不只一個(gè)，特別像高考中的一些綜合題，常用動(dòng)量觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)聯(lián)合求解，或用動(dòng)量觀點(diǎn)與力的觀點(diǎn)聯(lián)合求解，有時(shí)甚至三種觀點(diǎn)都采用才能求解，因此，三種觀點(diǎn)不要絕對(duì)化.殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練圖32-51.()(1992年全國(guó))如圖32-5所示，一質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l的長(zhǎng)方形木板b放在光滑的水平地面上，在其右端放一質(zhì)量為m的小木塊a，mm.現(xiàn)以地面為參照系，給a和b以大小相等、方向相反的初速度(如圖)，使a開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，b開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，但最后a剛好沒(méi)有滑離b板，以地面為參照系.(1)若已知a和b的初速

9、度大小為v，求它們最后的速度大小和方向.(2)若初速度的大小未知，求小木塊a向左運(yùn)動(dòng)到達(dá)的最遠(yuǎn)處(從地面上看)離出發(fā)點(diǎn)的距離.圖32-62.()圖32-6所示，在光滑的水平面上，物體a跟物體b用一根不計(jì)質(zhì)量的彈簧相連，另一物體c跟物體b靠在一起，但不與b相連，它們的質(zhì)量分別為ma=0.2 kg，mb=mc=0.1 kg.現(xiàn)用力將c、b和a壓在一起，使彈簧縮短，在這過(guò)程中，外力對(duì)彈簧做功7.2 j.然后，由靜止釋放三物體.求：(1)彈簧伸長(zhǎng)最大時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能.(2)彈簧從伸長(zhǎng)最大回復(fù)到原長(zhǎng)時(shí)，a、b的速度.(設(shè)彈簧在彈性限度內(nèi))3.()長(zhǎng)為l的輕繩，一端用質(zhì)量為m1的環(huán)套在水平光滑的固定橫桿

10、ab上，另一端連接一質(zhì)量為m2的小球，開(kāi)始時(shí)，提取小球并使繩圖32-7子繃緊轉(zhuǎn)到與橫桿平行的位置(如圖32-7)然后同時(shí)釋放環(huán)和小球，當(dāng)小球自由擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，小球受到繩子的彈力多大?4.()第3題中，若m1的質(zhì)量忽略不計(jì)，試求輕繩與橫桿成角時(shí)，如圖32-8所示，小球速度在水平方向的分量是多少？圖32-85.()如圖32-9所示，一根很長(zhǎng)的光滑水平軌道，它的一端接一光滑的圓弧形軌道，在水平軌道的上方有一足夠長(zhǎng)的光滑絕緣桿mn，桿上掛一鋁環(huán)p，在弧形軌道上距水平軌道h處，無(wú)初速釋放一磁鐵a，a下滑至水平軌道時(shí)恰好沿p環(huán)的中心軸線運(yùn)動(dòng)，設(shè)a的質(zhì)量為m，p的質(zhì)量為m，求金屬環(huán)p獲得的最大速度和電熱.

11、圖32-96.()如圖32-10所示，平板小車c靜止在光滑的水平面上.現(xiàn)有a、b兩個(gè)小物體（可視為質(zhì)點(diǎn)），分別從小車c的兩端同時(shí)水平地滑上小車.圖32-10初速度va=0.6 m/s,vb=0.3 m/s. a、b與c間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是=0.1.a、b、c的質(zhì)量都相同.最后a、b恰好相遇而未碰撞.且a、b、c以共同的速度運(yùn)動(dòng). g取10 m/s2.求：（1）a、b、c共同運(yùn)動(dòng)的速度.(2)b物體相對(duì)于地向左運(yùn)動(dòng)的最大位移.(3)小車的長(zhǎng)度.力學(xué)規(guī)律的優(yōu)選策略難點(diǎn)磁場(chǎng)1.（1）用v1表示子彈射入木塊c后兩者的共同速度，由于子彈射入木塊c時(shí)間極短，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有mv0=(m+m)v1v1=3 m

12、/s子彈和木塊c在ab木板上滑動(dòng)，由動(dòng)能定理得：（m+m）v22- (m+m)v12=-(m+m)gl解得 v2=2 m/s (1) 用v表示子彈射入木塊c后兩者的共同速度，由動(dòng)量守恒定律，得mv0+mu=(m+m)v1，解得 v1=4 m/s.木塊c及子彈在ab木板表面上做勻減速運(yùn)動(dòng)a=g.設(shè)木塊c和子彈滑至ab板右端的時(shí)間為t，則木塊c和子彈的位移s1=v1t-at2，由于m車(m+m),故小車及木塊ab仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)，小車及木板ab的位移s=ut，可知 ：s1=s+l，聯(lián)立以上四式并代入數(shù)據(jù)得：t2-6t+1=0解得：t=(3-2) s，（t=(3+2) s不合題意舍去）s=ut=0.

13、18 m2.(1)e=1 j (2)vm=3.25 m/s殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練1.(1) v0；方向向右 （2）l2.解析：(1)在水平方向上因不受外力，故動(dòng)能守恒.從靜止釋放到恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，物體b、c具有相同的速度vbc，物體a的速度為va，則有：mava+(mb+mc)vbc=0由機(jī)械能守恒得：e彈=mav+ (mb+mc)vbc解得：va=6(m/s),vbc=-6 m/s(取水平向右為正).此后物體c將與b分開(kāi)而向左做勻速直線運(yùn)動(dòng).物體a、b在彈簧的彈力作用下做減速運(yùn)動(dòng)，彈簧被拉長(zhǎng)，由于a的動(dòng)量大，故在相同的沖量作用下，b先減速至零然后向右加速，此時(shí)a的速度向右且大于b的速度，彈簧繼續(xù)拉伸，直至

14、a、b速度相等，彈簧伸長(zhǎng)最大，設(shè)此時(shí)a、b的速度為v.由水平方向動(dòng)量守恒可列式：mava+mbvbc=(ma+mb)v由機(jī)械能守恒可列式： mav+ mbvbc= (ma+mb)v+e彈解得：v=2 m/s,e彈=4.8 j(2)設(shè)彈簧從伸長(zhǎng)最大回到原長(zhǎng)時(shí)a的速度為v1，b的速度為v2，由動(dòng)量守恒可列式： (ma+mb)v=mav1+mbv2由機(jī)械能守恒又可列式： (ma+mb)v+e彈= mav+mbv解得：v1=-2 m/s(v1=6 m/s舍去)；v2=10 m/s(v=-6 m/s舍去)此時(shí)a向左運(yùn)動(dòng)，速度大小為2 m/s；b向右運(yùn)動(dòng)，速度大小為10 m/s.答案：（1）4.8 j （

15、2）va=2 m/s,vb=10 m/s3.解析：對(duì)系統(tǒng)分析可知：沿x方向(水平方向)的動(dòng)量守恒和系統(tǒng)(包括地球)的機(jī)械能守恒，則有：m1v1+m2v2=0 m1v/2+m2v/2=m2gl v1、v2分別為小球擺到最低點(diǎn)時(shí)環(huán)、球的速度，以向左為正.聯(lián)立兩式，解得：v1=-m2 /m1v2=.小球相對(duì)于環(huán)的速度v1=v2-v1=(1+) 又由牛頓第二定律，有n-m2g=m2 聯(lián)立式，解得：n=3m2g+2m2g/m1當(dāng)m1m2時(shí)，n=3m2g答案：mgmgm4.解析：在小球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，環(huán)套與小球組成的系統(tǒng)在水平方向不受外力作用，故它們的動(dòng)量在水平方向的分量應(yīng)保持不變.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)時(shí)，環(huán)套將沿橫桿滑動(dòng)，具有速度，但因其質(zhì)量為零，其動(dòng)量仍為零，因此小球在水平方向的動(dòng)量亦為零，故小球的速度在水平方向的分量也為零.實(shí)際上，由于繩與環(huán)都無(wú)質(zhì)量，細(xì)繩亦無(wú)張力，小球并未受到繩的拉力作用，繩和環(huán)如同虛設(shè)，故小球的運(yùn)動(dòng)是自由落體.當(dāng)繩與桿夾角為時(shí)，球下落的豎直距離為lsin，由機(jī)械能守恒定律可得v=.答案：0，5.解析：磁鐵從光滑圓弧形軌