高考物理二轮复习第6讲经典模型综合分析专题突破练.pdf
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1、第 6 讲经典模型综合分析 考点一滑块长木板模型 1(12 分) 如图 6-1 甲所示 , 长为L、 质量为M=2m的长木板静止在光滑的水平面上, 质量为m 的滑块以初速度v0滑上长木板 , 滑块离开木板时的速度为v1= v0. (1) 求滑块离开木板时木板的速度v2和此过程中产生的内能Q; (2) 现将木板由上到下分成两块, 并对接粘连在一起成木板C( 如图乙所示 ), 滑块与C之间的 动摩擦因数还和原来一样, 让滑块仍以初速度v0滑上长木板 ,求滑块在C上滑行的距离s. 图 6-1 解答步骤规范 (1) 滑块在木板上滑动过程中, 二者组成的系统动量守恒, 有mv0= (2 分 ) 损失的机
2、械能转化为内能, 有 Q=mgL= (2 分) 解得v2= v0,Q= m(2 分) (2) 假设滑块未滑离木板, 设共同速度为v, 则 mv0= (2 分) mgs= (2 分) 解得s= L(1 分) 因sv0, 物块与传送带间的动摩擦因数为 且 tan , 则物块在传送带上运动过程中 () 图 6-10 A.物块对传送带做正功 B.物块的机械能不断增加, 物块下行时间等于上行时间 C.传送带对物块做功为W=mv 2- m D.系统产生的热量一定大于物块动能的变化量的大小 式 2(多选 ) 如图 6-11 所示 , 滑轮大小可忽略的传送带以恒定速率顺时针转动, 将小物块在 传送带底端P点无
3、初速度释放, 小物块在摩擦力作用下运动至传送带顶端, 在小物块运动过 程中 , 下列说法中正确的是 () 图 6-11 A.小物块所受摩擦力的瞬时功率一定不断变大 B.摩擦力对小物块做的功大于小物块动能的增加量 C.若物块滑到顶端时恰好与传送带共速, 则两者间因摩擦而产生的内能恰好等于物块增加的 机械能 D.若物块滑到顶端时恰好与传送带共速, 则两者间因摩擦而产生的内能恰好等于物块增加的 动能 第 6 讲经典模型综合分析 高频考点探究 考点一 例 1(1)mv1+2mv2m - m -2m (2)3mv m - 3mv 2 例 1 变式 1(1)85J(2)1.0m(3)0.71m 解析 (1
4、) 设滑块运动到D点时的速度大小为v1, 小车在此时的速度大小为v2, 滑块从A运动 到D的过程中系统动量守恒, 以向右为正方向, 有mv0-Mv=mv1+Mv2, 解得v2=0 则小车跟滑块组成的系统的初机械能E1= m + Mv 2 小车跟滑块组成的系统的末机械能E2= m +0, 解得E1=110J,E2=25J 小车与滑块组成的系统损失的机械能E=E1-E2=85J. (2) 设滑块刚过D点时 , 受到轨道的支持力为N, 则由牛顿第三定律可得N=76N 由牛顿第二定律可得N-(qE+mg+Bqv 1)=m, 解得r=1.0m. (3) 设滑块沿圆弧轨道上升到最大高度时, 滑块与小车具有
5、共同的速度v3, 由动量守恒定律可 得mv1=(M+m)v3, 解得v3=m/s 设圆弧轨道的最小半径为R, 由能量守恒定律得m =(M+m)+(qE+mg)R 解得R=0.71m. 例 1 变式 2(1) 一次(2)1.7m 解析 (1) 由于系统要克服摩擦力做功, 物体最终会停在箱子上并与箱子以相同的速度v向 右运动 , 根据动量守恒定律得mv0=(m+M)v 根据功能关系有mgs= m -(m+M)v 2 解得物体相对箱子移动的距离s=1.8m 由于箱子内侧的两壁间距为l=2m,故物体只与箱子的右侧碰撞一次后便停在箱子上距离右 侧 0.8m处. (2) 设碰前物体对地位移为x1, 速度为
6、v1, 箱子对地位移为x2, 速度为v2(v2v1), 则有 mv0=mv1+Mv2 mgx1= m -m mgx2= M x1-x2= 设碰后物体与箱子的速度分别为v1和v2, 在碰撞过程中有 mv1+Mv2=mv1+Mv2 m + M = mv + Mv 随后箱子向右做匀减速运动, 物体向右做匀加速运动, 直至速度都变为v.在此过程中 , 设箱 子移动的距离为x2, 则 mgx2= Mv - Mv 2 故从物体开始运动到刚好停在箱子上, 箱子在水平面上移动的距离为 x=x2+x2=1.7m. 考点二 例 2d 解析 设子弹的初速度为v0, 穿过 2d厚度的钢板时共同速度为v, 受到的阻力为
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