高中物理力學(xué)綜合題解題技巧

1、高中物理力學(xué)綜合題解題技巧一力學(xué)綜合題的特點(diǎn)力學(xué)綜合題是一種含有多個(gè)物理過程、多個(gè)研究對(duì)象、運(yùn)用到多個(gè)物理概念和規(guī)律、難度較大的題目。它的特點(diǎn)就在于知 識(shí)的綜合與能力的綜合上。綜合題的題型可以是計(jì)算、證明，又可以是選擇、填空、問答。但以計(jì)算題為多，故在此著重研究綜合 計(jì)算題。二、力學(xué)綜合題求解要領(lǐng)力學(xué)的知識(shí)總的來說就是力和運(yùn)動(dòng)問題，因而它包含了兩大方面的規(guī)律：一是物體的受力規(guī)律，二是物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。物體的運(yùn)動(dòng)是由它的受力情況和初始條件所決定的。由于力有三種作用效果：1、力的即時(shí)作用效果一一使物體產(chǎn)生加速度 （a）或形變，2、力對(duì)時(shí)間的積累效果一一沖量 （I） ; 3、力對(duì)空間的積累效果一一功

2、W所以，加速度a,動(dòng)量P和功W就是聯(lián)系力和 運(yùn)動(dòng)的橋梁。因而與上述三個(gè)橋梁密切相關(guān)的知識(shí)是：牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量知識(shí)（包括動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律）、功能知識(shí)（包括動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律）,這些知識(shí)就是解決力學(xué)問題的三大途徑。若考查有關(guān)物理量的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，須應(yīng)用牛頓定律，若考查 一個(gè)過程，三種方法都有可能，但方法不同，處理問題的難易、繁簡(jiǎn)程度可能有很大的差別.若研究對(duì)象為一個(gè)系統(tǒng)，應(yīng)優(yōu)先考慮 兩大守恒定律，若研究對(duì)象為單一物體，可優(yōu)先考慮兩個(gè)定理，特別涉及時(shí)間問題時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮動(dòng)量定理，涉及功和位移問題的應(yīng) 優(yōu)先考慮動(dòng)能定理.因?yàn)閮蓚€(gè)守恒定律和兩個(gè)定理只考查一個(gè)物理過程的始末兩個(gè)狀態(tài)有關(guān)物理量間

3、關(guān)系，對(duì)過程的細(xì)節(jié)不予細(xì)究，這正是它們的方便之處.特別對(duì)于變力作用問題，在中學(xué)階段無法用牛頓定律處理時(shí)，就更顯示出它們的優(yōu)越性.解題的路子是多 種多樣的，可有不同的變通和組合，也還會(huì)有別的巧妙方法，如圖象解題等。只要在實(shí)踐中積極思考，認(rèn)真總結(jié)，是不斷會(huì)有所發(fā) 現(xiàn)和發(fā)展的。具體說，求解力學(xué)綜合題的要領(lǐng)如下：在認(rèn)真審題、做好受力分析和運(yùn)動(dòng)分析的基礎(chǔ)上，選取一個(gè)相對(duì)比較好的解題途徑，而途徑的選取，又該如何考慮呢 ？選擇的依據(jù)如下：1、題目中如果要求的是始、末狀態(tài)的量，而它們又滿足守恒條件，這時(shí)應(yīng)優(yōu)先運(yùn)用守恒定律解題。2、如問題涉及的除始、末狀態(tài)外，還有力和它的作用時(shí)間，可優(yōu)先選用動(dòng)量定理。3、如問題

4、涉及的除始、末狀態(tài)外，還有力和受力者的位移，可優(yōu)先選用動(dòng)能定理。4、若題目要求加速度或要列出各物理量在某一時(shí)刻的關(guān)系式，則只能用牛頓第二定律進(jìn)行求解。5、若過程中的力是變力（不能用牛頓第二定律了 ），而且始末動(dòng)量不齊（又不能用動(dòng)量定理），則唯一的解題途徑就是應(yīng)用 動(dòng)能定理，此時(shí)變力的功可用“ p?t”求得。三、力學(xué)綜合題的分類1、以設(shè)問的內(nèi)容來劃分，可分為“遞進(jìn)式”和“并進(jìn)式”?！斑f進(jìn)式”一一題目中有兩個(gè)以上的小問，所問的內(nèi)容依次深入，問題的難度依次增加，前后問間有密切的牽連，前一問解答 的正確與否將直接影響到下一問的解答，這就是“遞進(jìn)式”題型?！安⑦M(jìn)式”一一題中的各個(gè)小問的解答各自獨(dú)立，彼此

5、并列，互不包含，互不影響，前一問做錯(cuò)了，不影響對(duì)后一問的正 確解答，這就是“并進(jìn)式”題型。2、以內(nèi)容的綜合方式來劃分，可分為“積木式”和“混合式”?！胺e木式”一一題目中包含著前后連貫的兩個(gè)或兩個(gè)以上的物理過程，各個(gè)過程都遵循本身的規(guī)律，前后過程之間又相互牽連。這就是“積木式”題型?！盎旌鲜健币灰活}目中所描述的物理現(xiàn)象包含著幾個(gè)同時(shí)出現(xiàn)的物理過程，它們交織在一起，互相聯(lián)系，互相制約，互相 影響。這就是“混合式”題型。四、求解動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律、動(dòng)能定理、功能關(guān)系的綜合應(yīng)用類題目時(shí)要注意：1 .認(rèn)真審題，明確物理過程.這類問題過程往往比較復(fù)雜，必須仔細(xì)閱讀原題，搞清已知條件，判斷哪一個(gè)過

6、程機(jī)械能守恒， 哪一個(gè)過程動(dòng)量守恒2 .靈活應(yīng)用動(dòng)量、能量關(guān)系.有的題目可能動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒，或機(jī)械能守恒，動(dòng)量不守恒，或者動(dòng)量在整個(gè)變化過程 中守恒，而機(jī)械能在某一個(gè)過程中有損失等，過程的選取要靈活，既要熟悉一定的典型題，又不能死套題型、公式 五、例題分析1 .如圖所示，在傾角為。的光滑斜面上端系有一勁度系,數(shù) 為k的輕質(zhì)彈簧，彈簧下端連一個(gè)質(zhì)量為 m的小球，球被一垂直于斜 面的擋板A擋住，此時(shí)彈簧沒有形變.若擋板A以加速度a （a gsin 9）沿斜面向下勻加速運(yùn)動(dòng)，問：（1）小球向下運(yùn)動(dòng)多少距離時(shí)速度最大？kg,若取重力加速度的傾角為 把乙物體 面內(nèi)振動(dòng)，g= 10m/s2。(2)

7、從開始運(yùn)動(dòng)到小球與擋板分離所經(jīng)歷的時(shí)間為多少？2 .，在如圖所示的裝置中，兩個(gè)光滑的定滑輪的半徑很小，表面粗糙的斜面固定在地面上，斜面 8=30。用一根跨過定滑輪的細(xì)繩連接甲、乙兩物體，把甲物體放.在斜面上且連線與斜面平行，懸在空中，并使懸線拉直且偏離豎直方向”=60?，F(xiàn)同時(shí)釋放甲乙兩物體，乙物體將在豎直平當(dāng)乙物體運(yùn)動(dòng)經(jīng)過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)，甲物體在斜面上均恰好未滑動(dòng)。已知乙物體的質(zhì)量為m= 1求：甲物體的質(zhì)量及斜面對(duì)甲物體的最大靜摩擦力。3 .如圖所示，粗糙斜面與光滑水平面通過半徑可忽略的光滑小圓弧平滑連接，斜面傾角a=37 , A、B是兩個(gè)質(zhì)量均為 m= 1 kg的小滑塊(可看做質(zhì)點(diǎn))，C為

8、左端附有膠泥的薄板，質(zhì)量也為m= 1 kg , D為兩端分別固接B和C的輕質(zhì)彈簧，處于原長.當(dāng)滑塊 A 置于斜面上且受到大小 F = 4 N,方向垂直斜面向下的恒力作用時(shí)，恰能向下勻速運(yùn)動(dòng).現(xiàn)撤去 F,讓滑塊A從斜面上距斜面底端 L =1 m處由靜止下滑.不計(jì)轉(zhuǎn)折處的能量損失，(g = 10 m/s2 , sin37 = 0.6 , cos37 = 0.8),求：(1)滑塊A到達(dá)斜面底端時(shí)的速度大??；(2)滑塊A與C接觸后粘連在一起，求此后兩滑塊和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)在相互作用過程中，彈簧的最大彈性勢(shì)能及 B獲得的最大速度.4 .如圖所示，光滑的水平導(dǎo)軌MN右端N處與水平傳送帶理想連接，傳送帶L=0

9、.8m,皮帶以恒定速率 v=3.0m/s向右勻速運(yùn)動(dòng)。傳送帶的右端處平滑連接 直平面內(nèi)、半徑為 R=0.4m的光滑半圓軌道 PQ兩個(gè)質(zhì)量均為 m=0.2kg的滑塊 平導(dǎo)軌MN上，開始時(shí)滑塊A、B之間用細(xì)繩相連，其間有一壓縮的輕彈簧，系狀態(tài)?，F(xiàn)使細(xì)繩斷開，彈簧伸展，滑塊 B脫離彈簧后滑上傳送帶，從右端滑出并沿半圓軌道運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)Q后水平飛出，又正好落回N點(diǎn)。已知滑塊B與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù) = 5/16,取g=10m/s2o求:當(dāng)加速度為零時(shí)，速度最大，此時(shí)(1)滑塊B到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)速度的大?。?2)滑塊B在半圓軌道P處對(duì)軌道的壓力；(3)壓縮的輕彈簧的彈性勢(shì)能 Ep參考答案1 .解析：(1)球和

10、擋板分離后做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng), 物體所受合力為零.即 kxm=mgsin 0 ,解得mgsn 0xm= 一1一(2)設(shè)球與擋板分離時(shí)位移為 s,經(jīng)歷的時(shí)間為t,從開始運(yùn)動(dòng)到分離的過程中，m受豎直向下的重力，垂直斜面向上的支持力FN,沿斜面向上的寸I板支持力F1和彈簧彈力F.據(jù)牛頓第二定律有 mgsin 9 - F- F1=mq F = kx.隨著x的增大，F(xiàn)增大，F(xiàn)1減小，保持a不變，當(dāng)m與擋板分離時(shí)，x增大到等于s, F1減小到零，則有：1mgsin 0 ks=ma, 又 s = 2at2聯(lián)立解得 mgsin 9 - k -答案：(1)嘿1L寸m網(wǎng)屋-a2 .解：設(shè)甲物體的質(zhì)量為 M所受

11、的最大靜摩擦力為 f, 當(dāng)乙物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，繩子上的彈力最小，設(shè)為 T1, 此時(shí):對(duì)甲物彳有：Mg sinf Ti對(duì)乙物體有：Ti mg cos得.Mg sin f mg cos當(dāng)乙物體運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，繩子上的彈力最大，設(shè)為對(duì)甲物體有:Mg sin f T2對(duì)乙物體有:T2, 此時(shí)：2 v T2 mg mMg sin得：2 v mg m 對(duì)乙物體從最高點(diǎn)到最低1r點(diǎn)過程，由動(dòng)能定理:mgl 1cos1 2一 mv2得：Mg sinmg (3 2 cos )M可解得：m(3 cos )2sin2.5 (kg)3-mg(1 cos ) 7.5 (N)23、解：(1)施加恒力F時(shí)，對(duì)A有:g (

12、F + mgcosa) = mgsin a未施加力F時(shí)，對(duì)A由動(dòng)能定理有:(mgsin a ii mgcosa )Lmv12T代入數(shù)據(jù)，得v1 = 2.6 m/s.(2)滑塊A與C碰撞，由動(dòng)量守恒有:m v1= ( m+ m) v2得 v2 = 1m/s.此后A、C B、D組成的系統(tǒng)在相互作用過程中，動(dòng)量守恒，能量守恒，當(dāng)A、C、B、D具有共同速度時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)能最小，彈簧彈性勢(shì)能最大，設(shè)為Ep ;(m+ m) v2 =(m+ m+ m) v3112( m+ m) v22 = Ep + 2( m+ m+ m) v32V3代入數(shù)據(jù)，得：2m/s 3經(jīng)分析可知：當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時(shí)，8獲,得的最大速度.對(duì) A、 能量守恒：C、R D組成的系統(tǒng)在達(dá)共同速度到彈簧恢復(fù)原長過程，由動(dòng)量守恒,;(m+ m+ m) v3 = 2 m vA+ mvB1Ep+ 2 ( m+ m+ m)1v32 = 2 2 m vA 21+ 2 m vB2Va代入數(shù)據(jù)，得：1m/s 3Vb4m/s3或Va1m/sVb 0 (舍去)即B獲得的最大速度為VB4m/s 34. (18 分)解：(1).滑塊B從Q飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，有:VQt2R(1)(2分)2 gt(2)(2分)由(1) (2)解得Vq2 m.s(2分)(2).滑塊B從P運(yùn)動(dòng)到Q過程中滿足機(jī)械能守恒，有:1mvQ 2mgR