1、章末提升预测(见学生用书第 95 页)一、利用守恒思想解题能量守恒、机械能守恒、质量守恒、电荷守恒等守恒定律都集中地反映了自然界所存在的一种本质性的规律“恒”学习物理知识是为了探索自然界的物理规律，那么什么是自然界的物理规律？在千变万化的物理现象中，那个保持不变的“东西”才是决定事物变化发展的本质因素从另一个角度看，正是由于物质世界存在着大量的守恒现象和守恒规律，才为我们处理物理问题提供了守恒的思想和方法能量守恒、机械能守恒等守恒定律就是我们处理高中物理问题的主要工具，分析物理现象中能量、机械能的转移和转换是解决物理问题的主要思路在变化复杂的物理过程中，把握住不变的因素，才是解决问题的关键所在
2、图 51 如图 51 所示，质量 m 为 2 kg 的物体，从光滑斜面的顶端A 点以 v05 m/s 的初速度滑下，在 D 点与弹簧接触并将弹簧压缩到 B点时的速度为零已知从 A 到 B 的竖直高度 h5 m，求弹簧的弹力对物体所做的功【答案】125 J【解析】斜面光滑，故机械能守恒，但弹簧的弹力是变力，弹力对物体做负功，弹簧的弹性势能增加，且弹力做功的数值与弹性势能的增加量相等取 B 所在水平面为零参考面，弹簧原长处 D 点为弹簧弹性势能的零参考点对状态 A，有 EAmghmv202对状态 B，有 EBW 弹簧0由机械能守恒定律得 W 弹簧mghmv202 125 J.1如图52所示，一劲度
3、系数k800N/m的轻弹簧两端各焊接着一个质量m12 kg的物体A、B竖立静止在水平地面上，现要加一竖直向上的力F在上面的物体A上，使A开始向上做匀加速运动，经0.4 s，B刚要离开地面设整个过程弹簧都处于弹性限度内，g取10 m/s2，求：(1)此过程中所加外力F的最大值和最小值；(2)此过程中力F所做的功图 52【解析】(1)设 A 上升前，弹簧的压缩量为 x1，B 刚要离开地面时弹簧的伸长量为 x2，A 上升的加速度为 a.A 原来静止时，因受力平衡，有kx1mg设施加向上的力，使 A 刚做匀加速运动时的最小拉力为 F1，有F1kx1mgmaB 恰好离开地面时，所需的拉力最大，设为 F2
4、，对 A 有F2kx2mgma对 B 有 kx2mg由位移公式，对 A 有 x1x2at22 由式，得 x1x2mgk 0.15 m【答案】(1)285 N 45 N(2)49.5 J由式，解得 a3.75 m/s2分别解得 F145 NF2285 N(2)力作用的 0.4 s 内，在初末状态有 x1x2，弹性势能相等，由能量守恒知，外力做了功，将其他形式的能转化为系统的重力势能和动能，即 WFmg(x1x2)mat2249.5 J.二、利用模型思想解题构造物理过程模型，建立物理情景过程模型就是将物理过程模型化，将复杂的物理过程分解为几个简单的、易于理解的物理过程例如为了研究平抛物体的运动规律
5、，我们先将问题简化为下列两个过程：(1)质点在水平方向不受外力，做匀速直线运动；(2)质点在竖直方向仅受重力作用，初速度为零，做自由落体运动可见，过程模型的建立，不但可以使问题得到简化，还可以加深学生对物理规律的理解模型分类：实体模型、过程模型、状态模型图 53 如图 53 所示，小球恰好能在图内的半圆内做圆周运动，小球经过 A 点抛出，已知 CD2R，下列说法正确的是()A小球将落到 C 点的左边B小球将落到 C 点上C小球将落到 C 点的右边D都有可能【答案】B【解析】小球正好在圆环内做圆周运动，属于轻绳模型，故小球在最高点 A 的速度满足 v gR小球通过 A 点后做平抛运动，运动的时间
6、为 t4Rg 所以，小球运行的水平距离为 svt gR4Rg 2R，故B 项正确图 542如图 54 所示，光滑斜面长为 a，宽为 b.倾角为.一物体从斜面上方 P 点水平射入，而从斜面下方顶点 Q 离开斜面，求入射初速度【解析】物体在斜面上做类平抛运动，在水平面方向上以初速度v0做匀速运动，沿斜面向下做初速度为零的匀加速运动在水平方向位移为 bv0t沿斜面方向位移为 a12a 加t212gt2sin 则 v0btb2aa加bgsin 2a.【答案】bgsin 2a 三、高分妙招：动能定理或能量守恒在系统中的巧妙应用 总质量为M的列车，沿水平直线轨道匀速前进，其末节车厢质量为m，中途脱节，司机
7、发觉时，列车已行驶的距离为L，于是立即关闭油门，除去牵引力设运动的阻力与质量成正比，机车的牵引力是恒定的当列车的两部分都停止时，它们的距离是多少？【技法攻略】若脱钩的同时关闭油门，则列车和末节车厢将同时停止下来，且停下来时二者间距为零(因二者始、末速度以及减速的加速度都相同)现在的情况是牵引力多做功 FL，因此列车一定多前进一段s，克服其摩擦力做功 k(Mm)gs 才能停下来故有：FLk(Mm)gs又由于原来列车匀速前进，得出 FkMg解得：s MLMm.【答案】MLMm3如图 55 所示，轻绳一端悬挂的重物质量为 2m，另一端系一小环质量为 m，小环套在竖直固定的光滑直杆上，定滑轮与直杆相距
8、 d0.3 m现将小环从与定滑轮等高的 A 处由静止释放，试求：当小滑块沿直杆下滑到 d0.3 m 的 B 处时的速度大小(重力加速度 g10 m/s2)图 55【答案】0.6 m/s【解析】如图所示，小环速度 v 正交分解得：v1vcos v轻绳拉力分别对小环做负功、对重物做正功，即单个物体机械能不守恒，但系统机械能守恒，即：mgd2mgh12mv212(2m)v2又 h dsin d联立可解得：v64 2 m/s0.6 m/s.(教师用书独具)高考预测(2013预测)如图56所示，将质量为m1 kg的小物块放在长为L1.5 m的小车左端，车的上表面粗糙，物块与车上表面间动摩擦因数0.5，直
9、径d1.8 m的光滑半圆形轨道固定在水平面上且直径MON竖直，车的上表面和轨道最低点高度相同为h0.65 m，开始车和物块一起以10 m/s的初速度在光滑水平面上向右运动，车碰到轨道后立即停止运动，取g10 m/s2，求：(1)小物块刚进入半圆轨道时对轨道的压力；(2)小物块落地点至车左端的水平距离图 56【解析】(1)设小物块刚进入半圆轨道时的速度为 vM，由动能定理得：mgL12mv2M12mv20，在 M 点：FNMmgmv2MR Rd2，以上三式联立可得：FNM104.4 N由牛顿第三定律得，小物块在 M 点对轨道的压力为 104.4 N【答案】(1)104.4 N(2)3.4 m(2)设小物块到 N 点速度为 vN，由机械能守恒定律得：12m v2M12mv2Nmgd又 dh12gt2xvNtxxL以上四式联立可得：x3.4 m本小节结束请按ESC键返回
