高考物理經(jīng)典習題解析第06章動量守恒定律章末核心素養(yǎng)提升

高考物理經(jīng)典習題解析一、力學三大觀點在“三種典型模型”中的應用模型1滑塊滑塊模型可分為兩類：單一滑塊模型和多個滑塊模型。單一滑塊模型是指一個滑塊在水平面上、斜面上或曲面上運動的問題，主要運用牛頓運動定律、動能定理或動量定理進行分析。多個滑塊模型是指兩個或兩個以上的滑塊組成的系統(tǒng)，如滑塊與滑塊、小車與滑塊、子彈與木塊等，對于此類問題應著重分析物體的運動過程，明確它們之間的時間、空間關(guān)系，并注意臨界、隱含和極值等條件，然后用能量守恒和動量守恒等規(guī)律求解?！纠?】(2020·四川樂山市第一次調(diào)查研究)如圖1所示，在光滑的水平面上有一足夠長的質(zhì)量M＝4kg的長木板，在長木板右端有一質(zhì)量m＝1kg的小物塊，長木板與小物塊間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，開始時長木板與小物塊均靜止?，F(xiàn)用F＝14N的水平恒力向右拉長木板，經(jīng)時間t＝1s撤去水平恒力F，取g＝10m/s2。求：圖1(1)小物塊在長木板上發(fā)生相對滑動時，小物塊加速度的大??；(2)剛撤去F時，小物塊離長木板右端的距離；(3)撒去F后，系統(tǒng)損失的最大機械能ΔE。答案(1)2m/s2(2)0.5m(3)0.4J解析(1)小物塊在長木板上發(fā)生相對滑動時，小物塊受到向右的滑動摩擦力，則μmg＝ma1，解得a1＝μg＝2m/s2。(2)長木板受拉力和摩擦力作用，由牛頓第二定律得F－μmg＝Ma2，解得a2＝3m/s20～1s時間內(nèi)，小物塊運動的位移x1＝eq\f(1,2)a1t2＝eq\f(1,2)×2×12m＝1m長木板運動的位移x2＝eq\f(1,2)a2t2＝eq\f(1,2)×3×12m＝1.5m則小物塊相對于長木板的位移Δx＝x2－x1＝1.5m－1m＝0.5m。(3)撤去F時，小物塊和長木板的速度分別為v1＝a1t＝2m/s，v2＝a2t＝3m/s小物塊和木板系統(tǒng)所受的合力為0，動量守恒，得mv1＋Mv2＝(M＋m)v′，解得v′＝2.8m/s從撤去F到物塊與長木板保持相對靜止，由能量守恒定律eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)＝ΔE＋eq\f(1,2)(M＋m)v′2解得ΔE＝0.4J模型2彈簧彈簧模型是指由物體與彈簧組成的系統(tǒng)，解決此類問題的關(guān)鍵在于分析物體的運動過程，認清彈簧的狀態(tài)及不同能量之間的轉(zhuǎn)化，由兩個或兩個以上物體與彈簧組成的系統(tǒng)，應注意彈簧伸長或壓縮到最大程度時彈簧兩端連接的物體具有相同的速度；彈簧處于自然長度時，彈性勢能最小(為零)等隱含條件?！纠?】(2020·天津市和平區(qū)第二次質(zhì)量調(diào)查)如圖2所示，CDE為光滑的軌道，其中ED段是水平的，CD段是豎直平面內(nèi)的半圓，與ED相切于D點，且半徑R＝0.5m。質(zhì)量m＝0.2kg的小球B靜止在水平軌道上，另一質(zhì)量M＝0.2kg的小球A前端裝有一輕質(zhì)彈簧，以速度v0向左運動并與小球B發(fā)生相互作用。小球A、B均可視為質(zhì)點，若小球B與彈簧分離后滑上半圓軌道，并恰好能通過最高點C，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，取重力加速度g＝10m/s2，求：圖2(1)小球B與彈簧分離時的速度vB多大；(2)小球A的速度v0多大；(3)彈簧最大的彈性勢能Ep是多少？答案(1)5m/s(2)5m/s(3)1.25J解析(1)設小球B恰好通過C點時速度為vC，則有mg＝meq\f(veq\o\al(2,C),R)①－mg·2R＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)②聯(lián)立①②解得vB＝5m/s。(2)小球B與彈簧分離前后，小球A、B及彈簧組成的系統(tǒng)由動量守恒定律及能量守恒定律有Mv0＝MvA＋mvB③eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,A)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)④聯(lián)立③④解得v0＝5m/s。(3)當A、B兩者速度相同時，彈簧有最大彈性勢能Ep，設共同速度為v，由動量守恒定律及能量守恒定律有Mv0＝(M＋m)v⑤Ep＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)(M＋m)v2⑥聯(lián)立⑤⑥解得Ep＝1.25J。模型3懸繩懸繩模型是指由懸繩或通過弧形滑槽將不同的物體連在一起組成的系統(tǒng)。此類問題應認清物體的運動過程和運動狀態(tài)，注意物體運動到最高點或最低點時速度相同的隱含條件及系統(tǒng)機械能守恒定律的應用。【例3】如圖3所示，在光滑的水平桿上套有一個質(zhì)量為m的滑環(huán)?；h(huán)上通過一根不可伸長的輕繩懸掛著一個質(zhì)量為M的物塊(可視為質(zhì)點)，繩長為L。將滑環(huán)固定時，給物塊一個水平?jīng)_量，物塊擺起后剛好碰到水平桿；若滑環(huán)不固定時，仍給物塊以同樣的水平?jīng)_量，求物塊擺起的最大高度。圖3答案eq\f(m,m＋M)L解析滑環(huán)固定時，根據(jù)機械能守恒定律有MgL＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,0)，解得v0＝eq\r(2gL)滑環(huán)不固定時，物塊初速度仍為v0，在物塊擺起最大高度h時，它們速度都為v，在此過程中物塊和滑環(huán)組成的系統(tǒng)機械能守恒，水平方向動量守恒，則Mv0＝(m＋M)veq\f(1,2)Mveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)(m＋M)v2＋Mgh由以上各式解得h＝eq\f(m,m＋M)L。二、數(shù)學歸納法在動量問題中的應用【例4】如圖4所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為2018m的木板，木板上有2018塊質(zhì)量均為m的相同木塊1、2…2018。最初木板靜止，各木塊分別以v、2v…、2018v同時向同一方向運動，木塊和木板間的動摩擦因數(shù)為μ，且木塊間不發(fā)生碰撞和離開木板的現(xiàn)象。求：圖4(1)最終木板的速度大小；(2)運動中第88塊木塊的最小速度；(3)第二塊木塊相對木板滑動的時間。答案(1)eq\f(2019,4)v(2)eq\f(43439,1009)v(3)eq\f(4037v,4036μg)解析(1)最終一起以速度v′運動，由動量守恒可知m(v＋2v＋…＋2018v)＝2×2018mv′，解得v′＝eq\f(2019,4)v。(2)設第k塊木塊最小速度為vk，則此時木板及第1至第k－1塊木塊的速度均為vk，因為每塊木塊質(zhì)量相等，所受合力也相等(均為μmg)，故在相等時間內(nèi)，其速度的減少量也相等，因而此時，第k＋1至第n塊的速度依次為vk＋v、vk＋2v、…、vk＋(n－k)v，系統(tǒng)動量守恒，故m(v＋2v＋…＋nv)＝(nm＋km)vk＋m(vk＋v)＋…＋m[vk＋(n－k)v]＝nmvk＋kmvk＋(n－k)mvk＋m[1＋2＋…＋(n－k)]v＝2nmvk＋m[1＋2＋…＋(n－k)]v所以vk＝eq\f(（2n＋1－k）kv,4n)，v88＝eq\f(43439,1009)v。(3)第二塊木塊相對木板靜止的速度為v2＝eq\f(2×2018＋1－2,4×2018)×2v＝eq\f(4035,4036)v因為木塊的加速度總為a＝μgv2＝2v－μgt，解得t＝eq\f(2v－v2,μg)＝eq\f(4037v,4036μg)。

高考復習時間安排進入高三，考生應該如何復習才最有效呢？這是考生們最為關(guān)心的，下面為考生們準備了一套有效的高三復習計劃，希望對于考生們的高考復習有所幫助。高三復習計劃第一輪復習基礎能力過關(guān)(8月中3月初)全面閱讀教材，查漏補缺，使知識系鏡化。并配合單元訓練，提升應用能力。第二輪復習棕合能力突破(3月初~5月中)明碚重點，突破難點，把握知識內(nèi)部聯(lián)系。加強解瓶訓練，提升實戰(zhàn)能力。第三輪復習應用能力提高(5月中5月底)檢驗復習，強化記憶。自選模擬題，按考試要求自考，提前進入考試狀態(tài)。高三階段怎樣安排自己的時間？在高三階段，復習課程的時間和內(nèi)容應靈活安排，因為套個人的學習習慣和方法等方面都有所不同，學習時間和課程內(nèi)容應因人而異。根據(jù)自已的情況你可以制訂一個短期或長期的學習時間要排表。若某一科目是你的劣勢，你可以多花些時間去學習，優(yōu)勢科目應繼續(xù)拔高?？傊?，要根據(jù)你自己的實際情況制訂計劃，不要好高鷺遠，故步自封。溫瑞要說過，“真正的高手會把精、氣、神集中于一擊”。而在生活中，注意力更是一種資源。因為在一定的時期內(nèi)，一個人的資源和能量是有限的，你無法同時做好數(shù)件同等重要、難度又都很大的事情。因此，你在學習和上課時注意力集中顯得尤為重要?！败嚨缴角氨赜新贰保瑢τ谧⒁饬Σ桓分惺怯修k法可以解決的。學會給自己加油，汽車不是加過一次油后就可以永遠跑下去的。同樣，我們在學習中也需要給自己加油。特別是注意力不太集中時，這種加油能使人增強毅力和信心。生潔上豐富多樣化，高三的學習生活無疑是紫張的，是戰(zhàn)前的大演習，但在這種緊張的生潔中，放括一下是可以的。如打球、聽音樂、看電影、讀雜志等，這樣可以調(diào)節(jié)因?qū)W習而造成的心理薇倦。在精神狀態(tài)良好的情況下工作、學習、做事，效率和效果都會景佳，而適當?shù)丶涌熳鍪鹿?jié)奏，可以有效地刺激大勝，振態(tài)人的精神。在一個小時內(nèi)應完成的學習任務，不應槍拖拉拉利用兩個小時去完成。在學習過程中，加以時間限制以使自己有一個緊迫的時間觀念，防止拖沓。同時，做事節(jié)奏一加快，就可以把節(jié)省下來的時間做一些文體潔動和休息調(diào)整，充實活躍自己的生活，從而更加有效地清除心理上的疲勞感，使注意力更容易集中。進行體育鍍煉，體育般煉能讓人產(chǎn)生一種駕馭感、起越感。因此在體育活動后，人會心情愉快，能夠精神飽滿地授入工作和學習。參考別人的倒子提醒自己，任何不利情況都是可以克服的。雖然愛迪生只接受過三個月的正規(guī)教育，但他是最偉大的發(fā)明家。這樣你可以鼓舞自己，使注意力很快集中。至于瑣碎的時間如何