7.3.2 题目模型化常见对象模型:木板滑块、传送带、弹簧系统、软体流体 。阶段复习进程中适时穿插模型总结是提高学生知识迁移能力的有效做法。“滑块模型”与动量守恒,动量定理,动能定理,功能关系 。此类模型分析过程中抓住三个关键点:最终是否有共同速度;系统是否受外力,即应用动量守恒定律还是动量定理;过程中的功能关系。 例:质量为 m 的物体(可视为质点),以水平初速度滑上原来静止在光滑水平面上的质量为 M 的小车上,物体与小车上表面间的摩擦因数为 μ,小车足够长,求:(1)物体从滑上小车到相对小车静止所经历的时间;(2)相对于小车物体滑动的距离是多少?(3)从滑上小车到相对小车静止的这段时间内小车通过的距离。 分析:滑块 m 滑上小车后受到滑动摩擦力 f=μmg 作用作匀减速运动,小车受到向前的摩擦力 f=μmg 作用而作匀加速运动,速度相同时相对静止一起作匀速运动。 (1)对系统合外力为零,由动量守恒得: m =(m+M)对滑块:由动量定理:-μmgt=m -m由上两式解得: t=M/μg(M+m)(2)由能量守恒:摩擦力在相对位移上做的功等于系统产生的内能,得: 此即要滑块不至于滑下小车,小车应具有的最小长度。(3)对小车由动能定理得: 演变 1:光滑的水平台面上静止着一长为 L 的木板,若滑块初时刻静止在木板的左端,一颗质量为的子弹以初速射向滑块且以 v′穿出,求滑块相对于木板滑行的距离(或已知木板为 L,求不至滑下的摩擦因数等)。 分析:滑块的初速度来自于与子弹的碰撞,碰撞后滑块以在木板上滑动。对子弹与滑块系统,射穿过程动量守恒:求得滑块初速度:则转化为原题。用心 爱心 专心演变 2:在木板右端固定一个带弹簧的挡板,已知滑块初速,木板长 L,滑块与木板间摩擦因数为 μ,地面光滑,碰撞不损失能量,滑块从 A 点滑上木板,最后滑块刚好回到 A 点与木板保持相对静止,求弹簧压缩的最大弹性势能 Ep 及滑块相对于木板通过的总路程 S。 分析:滑块在木板上滑行及与弹簧作用的过程中,系统满足动量守恒,当弹簧压缩最大及滑块回到 A 点时,两者相对静止,速度为,所以, 由以上三式即可求得解。 在力学问题中,此类模型的物理情景很多,如子弹射入光滑水平面上的木板中——外部滑块变成内部滑块“子弹”;前面各题中若地面不光滑,则动量守恒条件不再满足,可改用动量定理等。例如 传送带模型,传送带运动由电机带动,是否运送货物决定了电机的输...