動(dòng)量部分的兩個(gè)“難”題,難在什么地方呢? 難1:如圖所示,C是放在光滑水平面上的一塊右端有固定擋板的長(zhǎng)木板,在木板的上面有兩塊可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊A和B,三者的質(zhì)量均為m,滑塊A、B與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ。最初木板靜止,A以初速度v0從C的左端、B以初速度2v0從木板中間某一位置同時(shí)以水平向右的方向開(kāi)始滑動(dòng)。在之后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中B曾以4v0/3的速度與C的右擋板發(fā)生過(guò)一次彈性碰撞。則對(duì)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是( ) A.滑塊A的最小速度為2v0/3 B.滑塊B的最小速度為5v0/6 C.滑塊A與B可能發(fā)生碰撞 D.系統(tǒng)的機(jī)械能減少了40% 應(yīng)該歸類到板塊問(wèn)題上更好,板塊問(wèn)題的難點(diǎn)是什么呢?是摩擦力分析,摩擦力分析難點(diǎn)是什么?是靜摩擦力分析。因此說(shuō)這類問(wèn)題難的板子不能打到動(dòng)量頭上,力學(xué)問(wèn)題,難題還是難在牛頓運(yùn)動(dòng)定律上。認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn),這類體也就沒(méi)什么意思了。 核心的解題思路: 分解:分解物理過(guò)程。解題的“解”字我覺(jué)得主要就是分解的意思,和包丁解牛的解字一個(gè)意思,怎解呢?找關(guān)鍵點(diǎn)。 找關(guān)鍵點(diǎn):速度、加速度有轉(zhuǎn)折的關(guān)鍵點(diǎn)。 列方程:上兩點(diǎn)做到位了,這一步就是簡(jiǎn)單和復(fù)雜的問(wèn)題了,而不會(huì)是會(huì)不會(huì)列的問(wèn)題了。 力學(xué)問(wèn)題先受力,分析要做到全面、準(zhǔn)確。 第一階段:從剛開(kāi)始到第一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。第一關(guān)鍵點(diǎn)在哪兒?邊分析邊找。 第一階段 (1)受力分析(場(chǎng)力、接觸力、主動(dòng)力) A、B完全一樣,都是三個(gè)力:重力、彈力(C給他們的支持力)、摩擦力(方向水平向左)。 C受六個(gè)力。重力;A、B施加的兩個(gè)壓力;A、B施加的兩個(gè)摩擦力;地面的支持力。 (2)運(yùn)動(dòng)分析 A、B都做勻減速直線運(yùn)動(dòng),兩者的加速度一樣,但B的初速度大;C做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。這個(gè)過(guò)程就出現(xiàn)了第一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),C加速,A、B減速,B的初速度大,所以就會(huì)出現(xiàn)第一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):A、C等速的點(diǎn)。至于這個(gè)等速的速度,牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)量定理都可以計(jì)算。求出此時(shí)A、C的速度,也就可以算出B此時(shí)的速度。 所以第一階段就是從開(kāi)始到A、C等速的時(shí)刻。 第二階段 A、C等速之后怎樣運(yùn)動(dòng),這是整個(gè)題的難點(diǎn),板塊問(wèn)題的難點(diǎn)也就是在這個(gè)地方。此時(shí)B速度大于A、C的速度,所以B還將繼續(xù)減速,A、C何去何存? 實(shí)在對(duì)A、C沒(méi)招,就在多種可能中找符合牛頓運(yùn)動(dòng)定律的那種可能。 A、C都勻速,直接PASS掉; A、C間有滑動(dòng)摩擦力,不論方向如何?總能得出矛盾的結(jié)果。 若A受C給的滑動(dòng)摩擦力向左,那么A繼續(xù)減速,C將繼續(xù)加速,C的速度就會(huì)超過(guò)A的速度,那么C給A的滑動(dòng)摩擦力就會(huì)水平向右。從向左的摩擦力推導(dǎo)出向右的摩擦力,干掉! 若A受C給的滑動(dòng)摩擦力向右,則C受到A給得摩擦力向左,那么A將加速,C將勻速,但這樣A的速度就會(huì)超過(guò)C,A就會(huì)給C向右的摩擦力,再干掉! 都不行,那只有一種可能,A、C間是靜摩擦力,A、C相對(duì)靜止,一起勻加速。相對(duì)靜止與勻速不是一碼事。 A、C可看作整體勻加速,B作勻減速。這就到了題中所敘述的B、C碰撞點(diǎn),此時(shí)可當(dāng)作第二關(guān)鍵點(diǎn)。 第二階段就是A、C共速時(shí)到B、C彈性碰撞時(shí)。 第三階段 B、C是彈性碰撞,碰撞過(guò)程動(dòng)量近似守恒,不影響A的速度。彈性碰撞雙守恒,動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒。碰前B的速度已知,可根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒求出A、C此時(shí)速度,列方程求解,方程很恐怖,但好在B、C質(zhì)量相等,結(jié)果是B、C互換速度,注意是互換速度,不是B被反彈,千萬(wàn)別自己想象。B、C速度一互換,A、B又等速了,且速度比C小,再受力分析,A、B受力完全一樣,都做勻加速運(yùn)動(dòng),可是為一個(gè)小整體,C相比第一階段,所受摩擦力反向了,所以C做勻減速運(yùn)動(dòng)。有加有減,就到了第三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),也是終結(jié)點(diǎn):A、B、C三者的共速點(diǎn)。一塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 過(guò)程分析必須運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律,關(guān)鍵點(diǎn)速度的計(jì)算可以用動(dòng)量定理或動(dòng)量守恒定律。 難2:如圖所示,一質(zhì)量m0=3kg的小車置于光滑水平面上,其上表面的AO部分粗糙,長(zhǎng)為L(zhǎng)=2m,物塊與AO部分間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0. 3,OB部分光滑。水平輕質(zhì)彈簧右端固定在豎直的墻面上,左端拴接物塊b。另一小物塊a放在小車的最左端,和小車一起以v0=4m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng),小車撞到固定豎直墻面后瞬間速度變?yōu)榱悖慌c墻面粘連。已知車OB部分的長(zhǎng)度大于彈簧的自然長(zhǎng)度,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),重力加速度取g=10m/s2。a、b兩物塊可視為質(zhì)點(diǎn),質(zhì)量均為m=1kg,它們發(fā)生碰撞的時(shí)間極短且不粘連,碰后以共同速度一起向右運(yùn)動(dòng)。求: (1)物塊a與b碰后的速度大??; (2)當(dāng)物塊a相對(duì)小車靜止時(shí)小車右端B到墻面的距離; (3)當(dāng)物塊a相對(duì)小車靜止時(shí)在小車上的位置到O點(diǎn)的距離。 300多字的題,板塊、彈簧都有了,力學(xué)兩大惡人,能做哪些惡呢? 分階段、分受力和運(yùn)動(dòng)、找關(guān)鍵點(diǎn) 第一階段 a、車勻速到車碰墻。車碰墻之后,短期內(nèi)就安分了。 第二階段 分析a的受力,重、彈、摩(方向水平向左),所以a向右做勻減速運(yùn)動(dòng),直到減速到O點(diǎn)。牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)能定理都可以計(jì)算a在O點(diǎn)的速度。 第三階段 a從O點(diǎn)開(kāi)始勻速到a、b時(shí),a、b碰撞時(shí)間短,且碰后一起向右運(yùn)動(dòng),說(shuō)明a、b間是完全非彈性碰撞,用動(dòng)量守恒定律可以求出a、b碰撞結(jié)束后的速度, 第四階段 a、b碰撞結(jié)束到a、b分離。a、b一起壓縮彈簧到被彈簧反彈,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)a、b分離,為何在此時(shí)分離,a勻速,b減速。碰完a、b不粘連,b和彈簧相連。 第五階段 a與b分離到a勻速到O點(diǎn) 第六階段 a過(guò)O點(diǎn)后勻減速,車勻加速。車在撞墻之后一直在安靜地休息。這一階段開(kāi)始向左勻加速。又是一加一減,最終兩者共速,以后做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 我倒感覺(jué),這不能叫難題,只能叫繁題。 牛頓運(yùn)動(dòng)定律是解決這類題的核心,高中的動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律,掌握不了也沒(méi)多大關(guān)系,牛頓運(yùn)動(dòng)定律和微元法通了,力學(xué)就通了。 |
|
來(lái)自: 新用戶65120Joi > 《待分類》