打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
单方向双守恒问题

1.(多选)如图所示,质量M=3kg 的滑块(视为质点)套在水平固定着的轨道上并可在轨道上无摩擦滑动。质量m=2kg 的小球(视为质点)通过长L=0.75m 的轻杆与滑块上的光滑轴

连接,开始时滑块静止,轻杆处于水平状态,现给小球一个v0=3m/s 的竖直向下的初速度,已知小球在摆动过程中不会受到轨道的阻拦,可以越过轨道向上运动。重力加速度
,则( )

A. 小球从初始位置到第一次到达最低点的过程中,滑块在水平轨道上向右移动了0.3m

B. 小球从初始位置到第一次到达最低点的过程中,滑块在水平轨道上向右移动了0.45m

C. 小球相对于初始位置可以上升的最大高度为0.45m

D. 小球从初始位置到第一次到达最大高度的过程中,滑块在水平轨道上向右移动了0.54m

2.(多选)如图所示,光滑的水平导轨上套有一质量为1kg、可沿杆自由滑动的滑块,滑块下方通过一根长为1m的轻绳悬挂着质量为0.99kg的木块。开始时滑块和木块均静止,现有质量为10g的子弹以500m/s的水平速度击中木块并留在其中

作用时间极短
,取重力加速g=10m/s2。下列说法正确的是
      )

A. 子弹和木块摆到最高点时速度不为零
B. 滑块的最大速度为5m/s
C. 子弹和木块摆起的最大高度为
D. 当子弹和木块摆起高度为0.4m时,滑块的速度为1m/s

1是先前练习过的一道题目,2是小测强化练习的一道题目。讲1时难点在D选项上,做2时没有易点,进入了坑蒙模式,有点不着边际。

两题的共同点:研究的对象几乎相同,都是光滑横杆、细线连接两物块的模式(2中的三物只是幌子,子弹打入木块后就变成了一绳连两物的模式);所求的问题也有相同点,都有求自由度相对大的物块摆起的最大高度;情景也有点类似,1的物块初速度方向是竖直向下,2的物块初速度(子弹打入木块后的共同速度认为是初速度)方向是水平向右。

所用规律:单方向动量守恒定律(人船模型的底子);系统机械能守恒(2从子弹打入木块后开始记起);隐藏的关于参考系的信息,物块相对于滑块做圆周运动。

答题的情况:

1.水平方向动量守恒都能理解;

2.物块在最高点时两物体的速度关系有点糊涂,抓不清了;

3.由2连带的物块的最大高度就想偏了;

4.给定高度时,物块的速度如何求解,这就彻底有点晕了。

思维状况:

从开始到任一状态,没有运用牛顿运动定律分析两物体速度的变化情况,纯感觉或套用先前的结论。本质上是经验法运用的多,分析法应用的少,这可能就是多练题的直接效果,练习习题的主要目的是想着通过练题来达到见多识广的效果,见多识广没错,但多、广的对象要弄清,否则多、广反而成为了一种负担。多、广的重点是对基本概念、基本规律多情景下应用的广,而非单纯试题的广。多练习试题,练习后要重点体会、思考对基本概念、规律的理解。

这两题对水平方向动量守恒的规律从书写的表达式上来看,没有问题。但结合能量认识物块相对滑块摆动的过程,就有点死记结论不会推理了。多练形成套路,在我看来是最糟糕的学习或教学,多思考懂了道理好好拿分才是真正的拿分是硬道理,没有思考的学习就是没意思的学习,脑子也不用动,学同嚼蜡。

物块从最低点摆动到摆到最高点的过程中,关于速度的变化情况首先需要弄清受力情况,这就需要运用牛顿运动定律的知识。水平速度不等,木块、滑块要错位,木块升高的同时,水平方向减速,滑块在水平方向加速,这是由细线对他们的作用力决定的。在木块的最高点,木块竖直方向的速度肯定为零,否则还要上高度,水平速度恰好在一增一减的增减变换中两者相等了。这是个关键点,从能量角度讲,木块从最低端摆动开始,木块、滑块、地球,三者组成的系统机械能守恒(子弹打木块时损失了一部分机械能)。木块从最低到最高的过程中,系统的动能减小、重力势能增大。若把这个过程当作一个物理过程,可以理解为水平方向的完全非弹性碰撞过程,动能损失最大。根据两个守恒律,可以求出物块所能摆到的最大高度。

木块到了最高点时,多数学生认为滑块此时速度最大,试着再往下思考。物块到了最高点时,细线有无拉力,这个拉力对两者水平速度有何影响?关于速度的变化问题,牛爷爷总是最强帮手,没有之一。一分析细线的拉力,就会知道到了最高点,滑块在水平方向还会加速,物块在水平方向继续减速,直到细线再次处于竖直方向。此时,滑块的速度才达到了最大。

从最低点开始,到最低点结束,再把这个过程当作一个碰撞过程,可以看作是一个弹性碰撞过程,就可以求出滑块的最大速度。

D选项设置的比较高明,速度、能量、动量兼顾才可求解正误。分析过程可知,在物块所能摆起的最大高度之下,同一高度滑块应该有两个值。

h用题干中给定的值,带入后滑块的值有根号,数据很糟糕,巨难算,建议带入选项中的数据看是否吻合来得更快一些。

动力学问题,首先运用牛顿运动定律分析物理过程、状态,在此基础上选择力学三大规律定量求解。

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
高中物理选修1实验:验证动量守恒定律计算题专项训练
高中物理:用平均速度解题
传送带问题分类赏析
【24模型】滑块—木板模型的分析应用(三)
高中物理逆向思维法典型例题
高中物理:动量和能量的综合应用
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服