高考物理力學(xué)模型的分析(文件)
【正文】 2 2 21 1 1 1 2 21 1 1m v = m v 39。= vm + m例 4： 如圖 ,弧形斜面質(zhì)量為 M,靜止于光滑水平上，一質(zhì)量為 m的小球以速度 VO向左運(yùn)動，小球最多能升高到離水平面 h處，求該系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量。雖均做非勻速運(yùn)動，但可以用平均動量的方法列出動量守恒表達(dá)式。方向相反的水平速度，同時從小車板面上的左右兩端相向滑動。 設(shè) A減速到與小車速度大小相等時，所用時間為 t1，其速度大小為 v1，則： v1=v0aAt1 μmAg=mAaB ① v1=a車 t1 μmAgμmBg=Ma車 ② 由①②聯(lián)立得： v1=③ （ 2）根據(jù)動量守恒定律有： mAv0－ mBv0=(M+mA+mB)v ④ v=1m/s ⑤ 總動量向右， 當(dāng) A與小車速度相同時， A與車之間將不會相對滑動了。設(shè)物體與壁碰撞時無能量損失。已知木塊與斜面間的動摩擦因數(shù) μ= 。 專題聚焦 A B C M v0 θ 解： （ 1）木塊開始下滑時 : Mgsinθ—μMgcosθ=Ma1 a1 = g(sinθ—μcosθ) = 4m/s2 ： 21 1 21s = a t = 0 .52m 末速度 v1 = a1t1 = 2m/s 設(shè)第一顆子彈穿過木塊時木塊的速度大小為 V1/,方向沿斜面向上： 由動量守恒定律 : mv0－ Mv1 = mu + Mv1/ ∴ v1/ = 8m/s 方向沿斜面向上 (2）木塊沿斜面上滑時： 對木塊 :由 － Mgsinθ－ μMgcosθ=Ma2 ∴ a2=－ 8m/s2 上滑時間： /1220 vt = = 1 sa上滑位移： /122vs = t = 4 m2∵ t2 ， ∴ 第二顆子彈擊中木塊前，木塊上升到最高點(diǎn) P1后又會下滑 。 當(dāng)洛侖磁力等于重力時摩擦力為 , 小球 和細(xì)管的速度保持不變。 小球在管中運(yùn)動初速度和最終穩(wěn)定速度的關(guān)系圖象如圖所示 5 10 15 20 25 20 10 0 vt/ms1 V0/ms1 （ 2）因?yàn)槌跛俣却笥?10m/s所以小球的最終速度是 V1=10m/s.設(shè)此時小球和細(xì)管速度分別為 VV2 ,由動量守恒定律 mv0=mV1+MV2 ,解得： V2=系統(tǒng)產(chǎn)生的熱能 Q=189。s瞬間沖量 ,若兩車在運(yùn)動過程中不發(fā)生直接碰撞 ,則相互作用過程中產(chǎn)生的熱能是多少 ? A B 解： 由于感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場總是阻 礙導(dǎo)體和磁場間相對運(yùn)動 ,A、 B兩 車之間就產(chǎn)生排斥力 ,以 A、 B兩車 為研究對象 ,它們所受合外力為零 .動量守恒 ,當(dāng) A、 B車速度相等時 ,兩車相互作用結(jié)束 ,據(jù)以上分析可得： I=mBvB=(mA+mB)v,vB=I/mB=100/10 m/s=10 m/s, AB100v = = 6 .7 m / s(m + m ) 從 B車運(yùn)動到兩車相對靜止過程，系統(tǒng)減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，電能通過電阻發(fā)熱，轉(zhuǎn)化為焦耳熱 .根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒： Q=189。 15 (100/15)2 J= J 。 (mA+mB)v2 =189。mV12－ 189。所以最終小球速度為 0。故共有兩顆子彈擊中木塊。 ⑵木塊在斜面上最多能被多少顆子彈擊中。 m v0 L 解析： 由 m以 v0開始運(yùn)動到 m與 M 相對靜止的全過程中，系統(tǒng)動量守恒，符合子彈打木塊模型。在 t1~t2時間內(nèi)小車做勻減速運(yùn)動，末速度為v=,小車的速度 —時間圖如圖所示 A B v0 v0 專題聚焦 3．子彈打木塊模型 例 12 如圖所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為 M的盒子，盒子中央有一質(zhì)量為 m的小物體（大小可忽略），它與盒底部的摩擦系數(shù)為 μ 。 （ 3）在給出的坐標(biāo)系中畫出小車 運(yùn)動的速度 ——時間圖象。 甲、乙兩人互換位置相當(dāng)于質(zhì)量為 （ ml－ m2） 的人在質(zhì)量為 M＋ 2m2的船上，從甲的位置走到乙的位置，如圖所示。若人要沿輕繩梯返回地面，則繩梯的長度至少為多長？ 2．人船模型 S1 S2 b M m 解： 劈和小球組成的系統(tǒng)水平方向 不受
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