高考物理冲刺复习 物理精练10

用心 爱心 专心1 物理精练 物理精练 1010 例题 质量为m的小球 从沙坑上方自由下落 经过时间t1到达沙坑表面 又经过时间 t2停在沙坑里 求 沙对小球的平均阻力F 小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I 解 设刚开始下落的位置为A 刚好接触沙的位置为B 在沙中到达的最低点为C 在下 落的全过程对小球用动量定理 重力作用时间为t1 t2 而阻力作用时间仅为t2 以竖直向 下为正方向 有 mg t1 t2 Ft2 0 解得 2 21 t ttmg F 仍然在下落的全过程对小球用动量定理 在t1时间内只有重力的冲量 在t2时间内 只有总冲量 已包括重力冲量在内 以竖直向下为正方向 有 mgt1 I 0 I mgt1 这种题本身并不难 也不复杂 但一定要认真审题 要根据题意所要求的冲量将各个 外力灵活组合 若本题目给出小球自由下落的高度 可先把高度转换成时间后再用动量定 理 当t1 t2时 F mg 例题 质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上以加速度a匀加速前进 当速度 为v0时拖车突然与汽车脱钩 到拖车停下瞬间司机才发现 若汽车的牵引力一直未变 车 与路面的动摩擦因数为 那么拖车刚停下时 汽车的瞬时速度是多大 解 以汽车和拖车系统为研究对象 全过程系统受的合外力始终为 该过程经 amM 历时间为v0 g 末状态拖车的动量为零 全过程对系统用动量定理可得 00 0 v Mg gamM vvmMvM g v amM 这种方法只能用在拖车停下之前 因为拖车停下后 系统受的合外力中少了拖车受到 的摩擦力 因此合外力大小不再是 amM 用心 爱心 专心2 例题 一小圆盘静止在桌布上 位于一方桌的水平桌面的中央 桌布的一边与桌的 AB 边重 合 如图 已知盘与桌布的动摩擦因数为 盘与桌 1 面间的动摩擦因数为 现突然以恒定加速度将桌 2 a 布抽离桌面 加速度的方向是水平的且垂直于 AB 边 若圆盘最后末从桌面掉下 则加速度满足的条件是什a 么 以表示重力加速度 g 解析 设圆盘的质量为 桌长为 这一阶段圆盘ml 的末速度为 1 v 解法一 动量法 第一阶段 对圆盘 在桌布上运动 根据动量定理 111 mvmgt 第二阶段 对圆盘 在桌面上运动 初速度 末速度临界值为 0 根据动量定理 1 v 122 0mvmgt 在桌布从圆盘下抽出的过程中 盘的加速度为 1 a ga 11 这一阶段圆盘的位移为 2 111 2 1 tax 第二阶段 盘的加速度为 2 a ga 22 这一阶段圆盘的位移为 2 222 2 1 tax 桌布从盘下抽出所经历的时间为 在这段时间内桌布移动的距离为 有 tx 2 2 1 atx 而 1 2 1 xlx 盘没有从桌面上掉下的条件是 12 2 1 xlx 联立解得 ga 2 21 2 用心 爱心 专心3 解法二 以牛顿定律为主 在桌布从圆盘下抽出的过程中 圆盘在桌面上运动的过程中 第一阶段圆盘的末速度为 1 v 11 2 1 2xav 又 22 2 1 2xav 盘没有从桌面上掉下的条件是 12 2 1 xlx 桌布从盘下抽出所经历的时间为 在这段时间内桌布移动的距离为 有tx 2 2 1 atx 而 1 2 1 xlx 由以上各式得 ga 2 21 2 解法三 能量法 2 222 2 111 2 1 2 1 mvmgx mvmgx 或直接写出 2211 mgxmgx 盘没有从桌面上掉下的条件是 12 2 1 xlx 桌布从盘下抽出所经历的时间为 在这段时间内桌布移动的距离为 有tx 2 2 1 atx 而 1 2 1 xlx 11 mamg 22 mamg 2 11 2 1 tax 2 11 2 1 tax 用心 爱心 专心4 由以上各式得 ga 2 21 2 解法四 图象法 ga 11 ga 22 21 ttata 22 1 1 l tat 22 1 2 1 2 1 2 l taat 所以 ga 2 21 2 警示 警示 物理中的规律是有内在联系的 多种方法 多个角度的解决问题是必须的 经常这 样做一定会有长足的进步 例题 如图 木块 B 与水平桌面的接触是光滑的 子弹 A 沿水 平方向射入木块后 留在木块内 将弹簧压缩到最短 现将子 弹 木块和弹簧 质量不可忽略 合在一起作为研究对象 系 统 此系统从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的整个过程中 动量是否守恒 解析 墙对系统有作用力 系统的合外力不等于零 系统的总动量不守恒 例题 放在光滑水平面上的 A B 两小车中间夹了一压缩轻质弹簧 用两手分别控制小车处 于静止状态 下面说法中正确的是 A 两手同时放开 两车的总动量为 0 B 先放开右手 后放开左手 两车的总动量向右 C 先放开左手 后放开右手 两车的总动量向右 D 两手同时放开 两车的总动量守恒 两手放开有先后 两车的总动量不守恒 解析 根据动量守恒条件 两手同时放开 则两车所受外力之和为 0 符合动量守恒 条件 否则两车动量不守恒 若后放开右手 则小车受到右手向左的冲量作用 从而使两 车的总动量向左 反之 则向右 所以选项 A B D 是正确的 适用条件 系统不受外力或合外力为零时系统的动量守恒 近似适用条件 1 系统外力之和不为零 但系统相互作用力远大于外力 相互作用时间极短 也可 认为系统动量守恒 如碰撞 爆炸等 2 系统外力之和不为零 但某一方向外力之和为零 系统在该方向动量守恒 例题 总质量为M的火箭模型 从飞机上释放时的速度为v0 速度方向水平 火箭向后以 相对于地面的速率u喷出质量为m的燃气后 火箭本身的速度变为多大 解析 火箭喷出燃气前后系统动量守恒 喷出燃气后火箭剩余质量变为M m 以v0方向为 正方向 mM muMv vvmMmuMv 0 0 A B 用心 爱心 专心5 例题 质量为m的人站在质量为M 长为L的静止小船的右端 小船的左端靠在岸边 当 他向左走到船的左端时 船左端离岸多远 解析 先画出示意图 人 船系统动量守恒 总动量始终为零 所以人 船动量大小始终 相等 从图中可以看出 人 船的位移大小之和等于L 设人 船位移大小分别为 l1 l2 则 mv1 Mv2 两边同乘时间t ml1 Ml2 而l1 l2 L L mM m l 2 应该注意到 此结论与人在船上行走的速度大小无关 不论是匀速行走还是变速行走 甚至往返行走 只要人最终到达船的左端 那么结论都是相同的 做这类题目 首先要画好示意图 要特别注意两个物体相对于地面的移动方向和两个 物体位移大小之间的关系 例题 如图所示 质量为 0 4kg 的木块以 2m s 的速度水平地滑上静止的平板小车 车的质 量为 1 6kg 木块与小车之间的摩擦系数为 0 2 g 取 10m s2 设小 车足够长 求 1 木块和小车相对静止时小车的速度 2 从木块滑上小车到它们处于相对静止所经历的时间 3 从木块滑上小车到它们处于相对静止木块在小车上滑行的距离 解析 1 以木块和小车为研究对象 系统所受合外力为零 系统动量守恒 以木块 速度方向为正方向 由动量守恒定律可得 木块 m 小车 M 初 v0 2m s v0 0 末 v v mv0 M m v 2 再以木块为研究对象 其受力情况如图所示 由动量定理可得 3 木块做匀减速运动 加速度 2 1 2smg m f a 车做匀加速运动 加速度 2 1 5 0sm M mg M f a 用心 爱心 专心6 由运动学公式可得 asvvt2 2 0 2 在此过程中木块的位移 车的位移 由此可知 木块在小车上滑行的距离为 S S1 S2 0 8m 即为所求 另解 设小车的位移为 S2 则 A 的位移为 S1 S S 为木块在小车上滑行的距离 那么小车 木 块之间的位移差就是 S 作出木块 小车的 v t 图线如 图所示 则木块在小车上的滑行距离数值上等于图中阴影 部分的三角形的 面积 警示 警示 注意一题多解 能将各部分知识融会贯通 全面提升解题能力 例题 在原子核中 研究核子与核子关联的最有效途径是 双电荷交换反应 这类反应的 前半部分过程和下述力学模型类似 两个小球 A 和 B 用轻质弹簧相连 在光滑的水平直轨 道上处于静止状态 在它们左边有一垂直于轨道的固定挡扳 P 右边有一小球 C 沿轨道以 速度射向球 如图所示 C 与 D 发生碰撞并立即结成一个整体 D 在它们继续向左运 0 vB 动的过程中 当弹簧的长度变短时 长度突然被锁定 不再改变 然后 A 球与档扳 P 发生碰撞 碰后 A D 都静止不动 A 与 P 接触而不粘连 过一段时间 突然解除锁定 锁定与解除锁定均无机械能损失 已知 A B C 三球的质量均为 m 1 求弹簧长度刚被锁定后 A 球的速度 2 求在 A 球离开挡板 P 之后的运动过程中 弹簧的最大弹性势能 解析 该题题目长 过程复杂 涉及情景较多 C 与 B 碰撞瞬间满足动量守恒 碰后 系统的机械能一直守恒 除 A 与 P 碰时 系统的动量不守恒 其余过程动量也守恒 但是题目中物体的状态及状态的变化不是一目了然的 这时画示意图尤为重要 1 设 C 球与 B 球粘成 D 时 D 的速度为 由 1 v 动量守恒 有 10 vmmmv 跟踪对象 当弹簧压至最短时 D 与 A 的速度相等 设此 速度为 由动量守恒 有 2 v 21 32mvmv 锁定 用心 爱心 专心7 由 两式得 A 的速度 02 3 1 vv 2 跟踪对象 分析其满足的条件 设弹簧长度被锁定后 储存在弹簧上的势能 为 由能量守恒 有 p E p Emvmv 2 21 3 2 1 2 2 1 撞击 P 后 A 与 D 的动能都能为零 解除锁定后 在弹簧仍处于压缩期间 A 静止 而 D 向右运动 当弹 簧恢复到自然长度时 势能全部转化成 D 的动能 设 D 的速度为 则根据机械能守恒有 3 v 2 3 2 2 1 vmEp 以后弹簧伸长 当 A