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(本欄目對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P148)熱點(diǎn)專題系列三多過(guò)程問(wèn)題的解題技巧和答題規(guī)范1.分析“多過(guò)程”問(wèn)題的常用方法(1)將“多過(guò)程”分解為許多“子過(guò)程”,各“子過(guò)程”間由“銜接點(diǎn)”連接.(2)對(duì)各“子過(guò)程”進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析,必要時(shí)畫出受力圖和運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖.(3)根據(jù)“子過(guò)程”和“銜接點(diǎn)”的模型特點(diǎn)選擇合適的動(dòng)力學(xué)規(guī)律列方程.(4)分析“銜接點(diǎn)”的位移、速度、加速度等的關(guān)聯(lián),確定各“子過(guò)程”間的時(shí)間關(guān)系、位移關(guān)系、速度關(guān)系等,并列出相關(guān)的輔助方程.(5)聯(lián)立求解,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行必要的討論或驗(yàn)證.2.分析“多物體”問(wèn)題的常用方法(1)分清各物體對(duì)地的運(yùn)動(dòng)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)),根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))情況,確定物體間的摩擦力方向.(2)正確地對(duì)各物體進(jìn)行受力分析,并根據(jù)牛頓第二定律確定各物體的加速度,結(jié)合加速度和速度的方向關(guān)系確定物體的運(yùn)動(dòng)情況.(3)關(guān)注臨界點(diǎn).“多物體疊放”類問(wèn)題的臨界點(diǎn)常出現(xiàn)在“速度相等”(即相對(duì)靜止)時(shí),此時(shí)往往意味著物體間的相對(duì)位移最大,物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況可能發(fā)生突變.例1
(2024年海南卷)某游樂(lè)項(xiàng)目裝置簡(jiǎn)化如圖,A為固定在地面上的光滑圓弧形滑梯,半徑R=10m,滑梯頂點(diǎn)a與滑梯末端b的高度h=5m.靜止在光滑水平面上的滑板B,緊靠滑梯的末端,并與其水平相切,滑板質(zhì)量M=25kg.一質(zhì)量為m=50kg的游客,從a點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑,在b點(diǎn)滑上滑板,當(dāng)滑板右端運(yùn)動(dòng)到與其上表面等高平臺(tái)C的邊緣時(shí),游客恰好滑上平臺(tái),并在平臺(tái)上滑行s=16m停下.游客視為質(zhì)點(diǎn),其與滑板及平臺(tái)表面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.2,忽略空氣阻力,重力加速度g取10m/s2,求:(1)游客滑到b點(diǎn)時(shí)對(duì)滑梯的壓力大??;
(2)滑板的長(zhǎng)度L.
變式1
(2023年浙江卷)一游戲裝置豎直截面如圖所示.該裝置由固定在水平地面上傾角θ=37°的直軌道AB、螺旋圓形軌道BCDE,傾角θ=37°的直軌道EF、水平直軌道FG組成,除FG段外各段軌道均光滑,且各處平滑連接.螺旋圓形軌道與軌道EF相切于B(E)處.凹槽GHIJ底面HI水平光滑,上面放有一無(wú)動(dòng)力擺渡車,并緊靠在豎直側(cè)壁GH處,擺渡車上表面與直軌道FG、平臺(tái)JK位于同一水平面.已知螺旋圓形軌道半徑R=0.5m,B點(diǎn)高度為1.2R,F(xiàn)G長(zhǎng)度LFG=2.5m,HI長(zhǎng)度L0=9m,擺渡車長(zhǎng)度L=3m、質(zhì)量m=1kg.將一質(zhì)量也為m的滑塊從傾斜軌道AB上高度h=2.3m處由靜止釋放,滑塊在FG段運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力為其重力的0.2倍.(擺渡車碰到豎直側(cè)壁IJ立即靜止,滑塊視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)求滑塊過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度大小vC和軌道對(duì)滑塊的作用力大小FC;
(2)擺渡車碰到IJ前,滑塊恰好不脫離擺渡車,求滑塊與擺渡車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(3)在(2)的條件下,求滑塊從G到J所用的時(shí)間t.
例2
(2024年華師附中測(cè)試)如圖,質(zhì)量m2=1.5kg的物塊B放置于質(zhì)量m3=2.5kg的木板C上,在光滑水平地面上一起以v0=2m/s的初速度向左運(yùn)動(dòng).長(zhǎng)度為L(zhǎng)=1.6m的輕繩,懸掛質(zhì)量m1=1kg的小球A.將小球A拉至輕繩與豎直方向的夾角θ=60°處由靜止釋放,A向右擺至最低點(diǎn)時(shí)恰與B發(fā)生碰撞并粘在一起(A與C不接觸),同時(shí)輕繩被刀片割斷.已知B與C間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,重力加速度大小g取10m/s2,A、B均可看成質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力.求:(1)A與B碰后瞬間的速度v1;
(2)若木板足夠長(zhǎng),A、B碰撞粘在一起到運(yùn)動(dòng)足夠長(zhǎng)時(shí)間后合外力對(duì)B的沖量大小I;(2)設(shè)三者共同速度為v3,由動(dòng)量守恒定律有(m2+m3)v0-m1v1=(m1+m2+m3)v3,解得v3=0.8
m/s,方向向左.合外力對(duì)B的沖量I=m2v3-m2(-v2),解得I=1.8
N·s.(3)若板長(zhǎng)d=2m,要使B不從板上滑離,開(kāi)
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