论文部分内容阅读
题1:如右图质量为m1的物体A经一轻质弹簧与下放地面上的质量为m2的物体B相连,弹簧的劲度系数为k,A、B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮。一端连物体A,另一端连物体轻挂体。开始时各绳段都处于伸直状态,A上方的一段绳沿竖直方向。现在挂钩上一质量为m3的物体C并从静止状态释放,已知它恰好能使B离开地面但不继续上升。若将C换成另一个质量为m1+m2的物体D,仍从上述初始位置由静止状态释放,则这次B刚离地时D的速度的大小是多少?已知重力加速度为g。
评析:这个题涉及连接体的特点,受力分析和系统机械能守恒。中等难度。着重考查学生审题能力,分析推理能力。要能够发现两种情景相同之处。
两个情景中B刚离地时弹簧拉力都等于m2g,故A上升的高度相同,即:h=(m1g+m2g)/k,弹簧弹性势能的变化量△Ep相同。情景1中AC与弹簧组成的系统机械能守恒:(m3-m1)gh=△Ep;情景2中AD与弹簧组成的系统机械能守恒:m2gh=△Ep+
(2m1+m1)υ2。即可解出速度 。
解题策略:题中两个情景有独立性,要通过细心审题和分析,由每个情景中的关键描述写出物理关系式。题中两个情景有联系,可能不如上题那么直观,要在过程分析中积极发现。
题2:有一倾角为θ的斜面,其底端固定一挡板M,另有三个木块A、B和C,它们的质量分别为mA=mB=m,mc=3m,它们与斜面间的动摩擦因数都相同。其中木块A放于斜面上并通过一轻弹簧与挡板M相连,如图所示。开始时,木块A静止在P处,弹簧处于自然伸长状态。木块B在Q点以初速度υ0向下运动,P、Q间的距离为L,已知木块B在下滑过程中做匀速直线运动,与木块A相撞后立刻一起向下运动,但不粘连。它们到达一个最低点后又向上运动,木块B向上运动恰好能回到Q点。若木块A仍静放于P点,木块C从Q点处开始以初速度 向下运动,经历同样过程,最后木块C停在斜面的R点,求:
(1)木块B与A相撞后瞬间的速度υ1;
(2)弹簧第一次被压缩时获得的 最大弹性势能Ep;
(3)P、R间的距离L′的大小。
评析:题中涉及运动和力的关系,完全非弹性碰撞机械能损失,能的转化,由力的独立作用原理找分离的临界位置有一定难度;两个情景相联系的共同点不直观,要在对比分析中发现。能很好的考查学生耐力、研究问题的习惯和应试的心理素质。与题1相比,问题设置的梯度科学巧妙,对第(3)问的引导和铺垫作用是明显的。
情景1中B与A碰撞动量守恒:mυ0=2mυ,解得υ1=υ0/2;重力分力与摩擦力平衡,碰后AB动能转化为弹簧的弹性势能: ,解得 。情景2中C与A碰撞动量守恒: ,碰后AC动能 ,可以发现弹簧被压缩的最大形变量与情景1中相同!由力的独立作用原理可以断定:两个情景中A与BC都分离于弹簧原长处(即P点)。
情景1中AB在P處分离时速度为υAB,AB与弹簧作用过程由动能定理: ①,分离后B上行过程:
②;式中Wf是AB摩擦力做功,F是B受的合力。情景2中AC在P处分离时速度为υAB,对比分析有:
③,分离后C上行过程: ④;式中Wf是AC摩擦力做功,F是C受的合力。对比质量关系发现Wf=2Wf⑤,F`=3F=6mgsinθ⑥。由①②③④⑤⑥可解得
。
(作者单位:四川省阆中中学)
评析:这个题涉及连接体的特点,受力分析和系统机械能守恒。中等难度。着重考查学生审题能力,分析推理能力。要能够发现两种情景相同之处。
两个情景中B刚离地时弹簧拉力都等于m2g,故A上升的高度相同,即:h=(m1g+m2g)/k,弹簧弹性势能的变化量△Ep相同。情景1中AC与弹簧组成的系统机械能守恒:(m3-m1)gh=△Ep;情景2中AD与弹簧组成的系统机械能守恒:m2gh=△Ep+
(2m1+m1)υ2。即可解出速度 。
解题策略:题中两个情景有独立性,要通过细心审题和分析,由每个情景中的关键描述写出物理关系式。题中两个情景有联系,可能不如上题那么直观,要在过程分析中积极发现。
题2:有一倾角为θ的斜面,其底端固定一挡板M,另有三个木块A、B和C,它们的质量分别为mA=mB=m,mc=3m,它们与斜面间的动摩擦因数都相同。其中木块A放于斜面上并通过一轻弹簧与挡板M相连,如图所示。开始时,木块A静止在P处,弹簧处于自然伸长状态。木块B在Q点以初速度υ0向下运动,P、Q间的距离为L,已知木块B在下滑过程中做匀速直线运动,与木块A相撞后立刻一起向下运动,但不粘连。它们到达一个最低点后又向上运动,木块B向上运动恰好能回到Q点。若木块A仍静放于P点,木块C从Q点处开始以初速度 向下运动,经历同样过程,最后木块C停在斜面的R点,求:
(1)木块B与A相撞后瞬间的速度υ1;
(2)弹簧第一次被压缩时获得的 最大弹性势能Ep;
(3)P、R间的距离L′的大小。
评析:题中涉及运动和力的关系,完全非弹性碰撞机械能损失,能的转化,由力的独立作用原理找分离的临界位置有一定难度;两个情景相联系的共同点不直观,要在对比分析中发现。能很好的考查学生耐力、研究问题的习惯和应试的心理素质。与题1相比,问题设置的梯度科学巧妙,对第(3)问的引导和铺垫作用是明显的。
情景1中B与A碰撞动量守恒:mυ0=2mυ,解得υ1=υ0/2;重力分力与摩擦力平衡,碰后AB动能转化为弹簧的弹性势能: ,解得 。情景2中C与A碰撞动量守恒: ,碰后AC动能 ,可以发现弹簧被压缩的最大形变量与情景1中相同!由力的独立作用原理可以断定:两个情景中A与BC都分离于弹簧原长处(即P点)。
情景1中AB在P處分离时速度为υAB,AB与弹簧作用过程由动能定理: ①,分离后B上行过程:
②;式中Wf是AB摩擦力做功,F是B受的合力。情景2中AC在P处分离时速度为υAB,对比分析有:
③,分离后C上行过程: ④;式中Wf是AC摩擦力做功,F是C受的合力。对比质量关系发现Wf=2Wf⑤,F`=3F=6mgsinθ⑥。由①②③④⑤⑥可解得
。
(作者单位:四川省阆中中学)