- 高考物理 力学压轴题
高考物理力学压轴题通常包括以下几种类型:
1. 连接体问题:多个物体在共同的外力作用下的运动和变化问题,要分析每个物体的受力情况,以及各物体之间的相互作用力,通常要用到牛顿第二定律和运动学公式。
2. 涉及轻绳或轻杆模型的问题:轻绳或轻杆模型是高考物理压轴题常见的模型,要注意轻绳的特点是受力后不可伸长,杆既可以受拉力,也可以受压力。
3. 涉及小滑块在粗糙斜面上下滑的问题:这类问题通常要分析滑动摩擦力的变化,以及滑块加速度的变化,同时要注意运用“整体法”和“隔离法”进行受力分析。
4. 涉及连接体在传送带问题:这类问题通常要分析物体与传送带之间的滑动摩擦力对物体运动的影响,以及物体与传送带之间的相对运动趋势。
5. 涉及多过程连接体的临界问题:这类问题通常涉及到过程的转换,需要找到一个过程发生变化的转折点,从而明确各个过程的特点,运用动量守恒、能量守恒等物理规律建立方程求解。
总的来说,高考物理力学压轴题综合性强,难度较大,需要考生对力学知识有较为全面的理解和掌握。考生在备考时,可以多做一些相关题目,积累解题经验。
相关例题:
题目:一质量为 m 的小物块,静止在光滑水平地面上。小物块与地面之间的摩擦因数为 μ ,现有一水平推力 F 作用在小物块上,小物块开始运动。已知小物块在运动过程中,与地面碰撞后无机械能损失,且每次碰撞后速度与碰撞前相反。已知小物块在受到 F 的推力作用一段时间后,撤去 F ,再经过一段时间后,小物块静止在地面上。求小物块在整个过程中通过的位移大小。
解析:
1. 小物块在推力 F 作用下的运动分析:
由于地面光滑,小物块在推力作用下做匀加速直线运动。设小物块的加速度为 a ,根据牛顿第二定律,有 F - μmg = ma ,解得 a = frac{F - μmg}{m} 。
设小物块从开始受到 F 作用到速度达到最大值所需时间为 t ,则有:v = at ,解得 t = frac{v}{a} = frac{Ft}{μmg + m} 。
2. 小物块与地面碰撞过程的分析:
由于每次碰撞后速度与碰撞前相反,所以每次碰撞后小物块的位移大小相等,设为 s 。根据动量守恒定律,有 mv_{0} = - mv_{1} + 0 ,其中 v_{0} 是小物块开始受到 F 作用时的速度,v_{1} 是小物块与地面碰撞后的速度。根据能量守恒定律,有 frac{1}{2}mv_{0}^{2} = frac{1}{2}mv_{1}^{2} - mu mgs ,其中 s 是小物块与地面碰撞后的位移。
3. 小物块在整个过程中的运动分析:
由于小物块在受到 F 的推力作用一段时间后,撤去 F ,再经过一段时间后,小物块静止在地面上,所以整个过程中小物块的位移大小为 s_{总} = s_{1} + s_{2} + s_{3} ,其中 s_{1} 是小物块从开始受到 F 作用到速度达到最大值的过程中通过的位移,s_{2} 是小物块与地面碰撞两次后的位移,s_{3} 是小物块从速度最大值到静止的过程通过的位移。
根据上述分析,可以列出方程组求解 s_{总} 。
s_{1} = frac{Ft}{μmg + m} × frac{Ft}{μmg + m} = frac{F^{2}t^{2}}{(μmg + m)^{2}}
s_{2} = frac{v_{0}^{2}}{2mu g} × 2 = frac{v_{0}^{2}}{μg} × 2
s_{3} = frac{v_{0}^{2}}{2a} × (t - frac{v_{0}}{a}) = frac{v_{0}^{3}}{2a^{2}} × (t - frac{v_{0}}{a})
s_{总} = s_{1} + s_{2} + s_{3} = frac{F^{2}(t^{2}-v_{0}^{2})}{m(μg+m)^{2}} + frac{v_{0}^{3}}{m(μg+m)} × (t - frac{v_{0}}{a}) + frac{v_{0}^{4}}{2a^{3}} × (t - frac{v_{0}}{a})
其中 v_{0}^{4} = frac{F^{4}}{m^{2}(μg+m)^{4}} ,代入可得:s_{总} = frac{F^{4}(t^{4}-4t^{2}+4)}{m^{3}(μg+m)^{4}} + frac{F^{3}(t^{3}-t)}{m(μg+m)^{3}} × (t - 1) + frac{F^{3}(t^{3}-4t^{2}+4)}{m(μg+m)^{3}} × (t - 1)^{2}$(mathrm{Delta}s = 0)$。
注意:以上仅为一个示例题目,实际高考物理力学压轴题可能更加复杂,需要考生具备较强的物理思维和解题能力。
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