常见的物理模型.ppt

《常见的物理模型.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、常见的物理模型轻弹簧模型（一）特点：1、质量不计，既能承受拉力也能承受压力；2、内部弹力处处相等；3、当弹簧与物体相连接时，弹簧的形变和由形变产生的弹力不会发生突变。1、连体问题几个特殊状态①压缩至最短：弹性势能最大；动能最小；弹力最大。②恢复至原长：弹性势能为0；动能最大；弹力为0③拉伸至最长：弹性势能最大；动能最小；弹力最大。例2一个劲度系数为K=800N/m的轻弹簧，两端分别连接着质量均为m=12kg物体A和B，将它们竖直静止地放在水平地面上，如图所示。施加一竖直向上的变力F在物体A上，使物体A从静止开始向上做匀加速运动，当t=0.4s时物体B刚离开地面（设整个

2、匀加速过程弹簧都处于弹性限度内，取g=10m/s2）.求：（1）此过程中物体A的加速度的大小。（2）此过程中所加外力F所做的功。解：（1）开始时弹簧被压缩X1，对A：KX1=mAg①B刚要离开地面时弹簧伸长X2，对B：KX2=mBg②又mA=mB=m代入①②得：X1=X2整个过程A上升：S=X1+X2=2mg/K=0.3m根据运动学公式：物体A的加速度：（2）设A末速度为Vt则由：得：∵X1=X2∴此过程初、末位置弹簧的弹性势能不变，弹簧的弹力做功为零。设此过程中所加外力F做功为W，根据动能定理：一、子弹打木块模型两种常见类型：①木块放在光滑的水平面上，子弹以初速度v

3、0射击木块。运动性质：子弹在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动；木块在滑动摩擦力作用下做匀加速运动。图象描述：从子弹击中木块时刻开始，在同一个v—t坐标中，两者的速度图线如下图中甲（子弹停留在木块中）或乙（子弹穿出木块）vv00tvv00t甲：子弹嵌在木块中乙：子弹穿出木块方法：把子弹和木块看成一个系统，利用A：系统水平方向动量守恒；mvo=(m+M)v（嵌入）或mvo=mv1+Mv2（穿出）B：系统的能量守恒（机械能不守恒）；系统损失的机械能等于阻力乘以相对位移，即C：对木块和子弹分别利用动能定理。如图X子x木V0V1V2S相对X子x木V0VS相对如图1所示，一个长为

4、L、质量为M的长方形木块，静止在光滑水平面上，一个质量为m的物块（可视为质点），以水平初速度v0从木块的左端滑向右端，设物块与木块间的动摩擦因数为μ，当物块与木块达到相对静止时，物块仍在长木块上，求系统机械能转化成内能的量Q。Mmv0又如图1所示的子弹、木块系统，当子弹打入木块时，由于从子弹打入到与木块相对静止的时间很短，弹簧并未发生形变，此过程外力（弹力）比内力（子弹对木块的作用力）小得多，故可认为子弹和木块组成的系统动量守恒。图1如图4所示，质量分别为M1=0.99kg和M2=1kg的木块静置在光滑的水平地面上。两木块间夹一轻质弹簧，一粒质量为m=10g的子弹以v

5、0=100m/s的速度打入木块M1中，当子弹在木块M1中相对静止的瞬间。求：（1）木块M1的速度大小。（2）弹簧被压缩到最短瞬间木块M2的速度。（3）弹簧最大的弹性势能。V0图4M2M1解析（1）子弹打入木块瞬间，内力远大于弹簧对M1的作用力，子弹和M1系统动量守恒：mv0=(m+M)v1得v1=1m/s(2)在弹簧被压缩到最短的过程中，子弹和两木块组成的系统在水平方向上没有受到其它外力作用，三物体及弹簧组成的系统动量守恒：(M1+m)v1=(M1+M2+m)v2得v2=0.5m/s(3)子弹被压缩到最短时弹簧有最大的弹性势能,子弹进入木块并相对木块静止后到将弹簧压缩

6、到最短过程中机械能守恒(注意：整个过程机械能并不守恒，子弹射入木块过程有机械能损失)。设最大弹性势能为EpEp=解得Ep=0.25JV0图4M2M1练习：肇庆二模35题、深圳二模36题二、传送带模型传送带问题是高中物理中常见的题型。它牵涉到运动学，牛顿运动定律和能量动量等知识，由于物块在传送带上滑动，既有对地位移，又有相对传送带运动，形成了学习的难点。常用方法1、受力和运动分析：受力分析中关键是注意摩擦力突变（大小、方向）——发生在V物与V带相同的时刻；运动分析中关键是相对运动的速度大小与方向的变化——物体和传送带对地速度的大小与方向比较。2、二是功能分析：注意功能关

7、系：WF=△EK+△EP+Q，式中WF为传送带做的功：WF=F·S带（F由传送带受力情况求得），△EK、△EP为传送带上物体的动能、重力势能的变化，Q是由于摩擦产生的内能：Q=f·S相对。一、水平放置运行的传送带处理水平放置的传送带问题，首先是要对放在传送带上的物体进行受力分析，分清物体所受摩擦力是阻力还是动力；其二是对物体进行运动状态分析，即对静态→动态→终态进行分析和判断，对其全过程作出合理分析、推论，进而采用有关物理规律求解.水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，用于对旅客的行李进行了安全检查。图1为一水平传送带装置示意图，绷紧的传送带AB始终