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进入名校是每位学子的追求,随着高校选拔方式的变革,很多同学通过自主招生进入名校已成为一条途径,但是通过这条途径进入名校并不简单,冈为自主招生不像高考,高考有教材、有考纲,还有每年的高考试题作为标杆,而自主招生的复习备考不仅时间短,而且需要自己独立准备。下面就从备战高考的角度出发,来谈自主招生考什么、怎么考,尽可能地帮助同学们顺利对接。
一、自主招生考什么
基于高考角度的自主招生常考内容的汇总如表1。
从表1可以看出,自主招生试题的相当一部分内容都与高考命题的主干知识有交集,考生在复习备考中要一一排查,看看这部分内容是否掌握。抓高考促自招,反过来也可以通过备战自招应对高考创新问题。与高考命题的主干知识相同的这部分内容是可以通过针对性复习取得高分的内容,冈此同学们理应将其放在复习备考的重中之重。
二、自主招生对动力学的考查
1.牛顿运动定律与图像的综合。
例1 (32屆全国中学生物理竞赛预赛)水平力F方向确定,大小随时间变化的图像如图1a所示。用力F拉静止在水平桌面上的小物块,在F从0开始逐渐增大的过程中,物块的加速度a随时间变化的图像如图lb所示。重力加速度大小为10m/s2。由图示可知,物块与水平桌面间的最大静摩擦力为__;物块与水平桌面间的动摩擦因数为__;在O~4s时间内,合外力对物块所做的功为
。
解析:由F-t和a-t图像可知,在t=2s时,物块开始运动且加速度a1=1m/s2,对应的拉力F1=12/4×2N=6N,所以物块与水平桌面间的最大静摩擦力为6N。根据2s和4s时刻对应的拉力和加速度,由F1-μmg=ma1,F2-μmg=ma2,解得m=3kg,μ=0.1。根据加速度一时间图像与横轴所围面积表示速度变化量可知,在O~4s时间内,物块的速度变化量为m/s=4m/s,即物块的末速度v=4m/s。根据动能定理可知,合外力对物块所做的功w=1/2mv2=24J。
答案:6N O.1 24J
点评:牛顿运动定律是高考的重点,特别是牛顿运动定律和图像的综合,在最近5年的高考全国卷中出现过4次,自主招生笔试卷中也有对应的试题。解决动力学与图像的综合问题的思路如图2所示。
2.传送带(板块)模型。
例2(华约)如图3所示的传送带装置与水平面间的夹角为θ,且tanθ=3/4。传送带的速度v=4m/s,动摩擦因数μ=5/4,将一质量m=4kg的小物块轻轻地放置在传送带的底部,已知传送带的底部到顶部之间的距离L=20m。(取g=10m/s2)
(1)求物块从传送带底部运动到顶部的时间t。
(2)求此过程中传送带对物块所做的功。
解析:(1)对物体进行受力分析,如图4所示,则N=根据牛顿第二定律有解得故物块在传送带上做加速运动的时间tl=做加速运动的距离此后物块随传送带一起做匀速运动,做匀速运动的距离做匀速运动的时问物块从传送带底部运动到顶部的总时间t=t1 t2=5.5s。
(2)法一:由(1)问可知,物块在做加速运动的过程中,摩擦力为滑动摩擦力f=mg=40N,此过程中摩擦力做的功W=fx1=80J;物块在做匀速运动的过程中,摩擦力为静摩擦力此过程中摩擦力做的功W’=f’x2=432J。物块从传送带底部运动到顶部的褴个过程巾,传送带对物块所做的功W总=W W’=512J。
法二:根据功能关系可知,物块在整个过程中所获得的机械能应等于传送带对物块做的功,即
点评:传送带(板块)模型是高考命题的热点之一,涉及的知识点有匀变速直线运动、牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律等主干知识;在自主招生命题中,传送带(板块)模型也是考查的内容之一,且考查角度、难度等与高考试题基本相仿。求解传送带(板块)模型中的相对滑动产生的能量问题的方法如图5所示。
3.动量守恒定律和能量守恒定律的综合应用。
例3(北大保送)如图6所示,光滑平面L,两个相隔一定距离的小球分别以大小为vo和0.8v0的速度反向匀速运动,它们中间另有两个小球(小球1和小球2)将一弹簧压紧,小球1和小球2的质量分别为,m和2m,弹簧的弹性势能为Ep。现将弹簧由静止释放,求:
(1)小球1和小球2各自的速度。
(2)若小球1能追上左边的以速度v0运动的球,而小球2不能追上右边以速度0.8v0运动的球,求m的取值范围。
解析:(1)由小球1、小球2和弹簧组成的系统的机械能守恒,则由动量守恒定律得mv1-2mv2=O,两式联立解得V1
(2)根据题意可知Vl
一、自主招生考什么
基于高考角度的自主招生常考内容的汇总如表1。
从表1可以看出,自主招生试题的相当一部分内容都与高考命题的主干知识有交集,考生在复习备考中要一一排查,看看这部分内容是否掌握。抓高考促自招,反过来也可以通过备战自招应对高考创新问题。与高考命题的主干知识相同的这部分内容是可以通过针对性复习取得高分的内容,冈此同学们理应将其放在复习备考的重中之重。
二、自主招生对动力学的考查
1.牛顿运动定律与图像的综合。
例1 (32屆全国中学生物理竞赛预赛)水平力F方向确定,大小随时间变化的图像如图1a所示。用力F拉静止在水平桌面上的小物块,在F从0开始逐渐增大的过程中,物块的加速度a随时间变化的图像如图lb所示。重力加速度大小为10m/s2。由图示可知,物块与水平桌面间的最大静摩擦力为__;物块与水平桌面间的动摩擦因数为__;在O~4s时间内,合外力对物块所做的功为
。
解析:由F-t和a-t图像可知,在t=2s时,物块开始运动且加速度a1=1m/s2,对应的拉力F1=12/4×2N=6N,所以物块与水平桌面间的最大静摩擦力为6N。根据2s和4s时刻对应的拉力和加速度,由F1-μmg=ma1,F2-μmg=ma2,解得m=3kg,μ=0.1。根据加速度一时间图像与横轴所围面积表示速度变化量可知,在O~4s时间内,物块的速度变化量为m/s=4m/s,即物块的末速度v=4m/s。根据动能定理可知,合外力对物块所做的功w=1/2mv2=24J。
答案:6N O.1 24J
点评:牛顿运动定律是高考的重点,特别是牛顿运动定律和图像的综合,在最近5年的高考全国卷中出现过4次,自主招生笔试卷中也有对应的试题。解决动力学与图像的综合问题的思路如图2所示。
2.传送带(板块)模型。
例2(华约)如图3所示的传送带装置与水平面间的夹角为θ,且tanθ=3/4。传送带的速度v=4m/s,动摩擦因数μ=5/4,将一质量m=4kg的小物块轻轻地放置在传送带的底部,已知传送带的底部到顶部之间的距离L=20m。(取g=10m/s2)
(1)求物块从传送带底部运动到顶部的时间t。
(2)求此过程中传送带对物块所做的功。
解析:(1)对物体进行受力分析,如图4所示,则N=根据牛顿第二定律有解得故物块在传送带上做加速运动的时间tl=做加速运动的距离此后物块随传送带一起做匀速运动,做匀速运动的距离做匀速运动的时问物块从传送带底部运动到顶部的总时间t=t1 t2=5.5s。
(2)法一:由(1)问可知,物块在做加速运动的过程中,摩擦力为滑动摩擦力f=mg=40N,此过程中摩擦力做的功W=fx1=80J;物块在做匀速运动的过程中,摩擦力为静摩擦力此过程中摩擦力做的功W’=f’x2=432J。物块从传送带底部运动到顶部的褴个过程巾,传送带对物块所做的功W总=W W’=512J。
法二:根据功能关系可知,物块在整个过程中所获得的机械能应等于传送带对物块做的功,即
点评:传送带(板块)模型是高考命题的热点之一,涉及的知识点有匀变速直线运动、牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律等主干知识;在自主招生命题中,传送带(板块)模型也是考查的内容之一,且考查角度、难度等与高考试题基本相仿。求解传送带(板块)模型中的相对滑动产生的能量问题的方法如图5所示。
3.动量守恒定律和能量守恒定律的综合应用。
例3(北大保送)如图6所示,光滑平面L,两个相隔一定距离的小球分别以大小为vo和0.8v0的速度反向匀速运动,它们中间另有两个小球(小球1和小球2)将一弹簧压紧,小球1和小球2的质量分别为,m和2m,弹簧的弹性势能为Ep。现将弹簧由静止释放,求:
(1)小球1和小球2各自的速度。
(2)若小球1能追上左边的以速度v0运动的球,而小球2不能追上右边以速度0.8v0运动的球,求m的取值范围。
解析:(1)由小球1、小球2和弹簧组成的系统的机械能守恒,则由动量守恒定律得mv1-2mv2=O,两式联立解得V1
(2)根据题意可知Vl