说2016届福建省高中毕业班质量检查理科综合测试第25题

2016-02-21李海彬

中学课程辅导·教学研究 2016年17期

关键词：小物块动能定理物块

⌾李海彬

(作者单位：福建省南安第一中学 362300)

说2016届福建省高中毕业班质量检查理科综合测试第25题

⌾李海彬

题目：2016 届福建省高中毕业班质量检查理科综合测试第25题

(1)A第一次与挡板碰前瞬间的速度大小v；(2)A第一次与挡板碰撞到第二次与挡板碰撞的时间Δt；(3)B相对于A滑动的可能最短时间t。

一、考点分析

1、知识点：滑动摩擦力、动摩擦因数和静摩擦力属于考纲的Ⅰ级要求，牛顿运动定律、匀变速直线运动、动能定律和能量守恒属于考纲的Ⅱ级要求。2、考纲要求：能理解知识点，并能在叠加体有相对运动情景中正确运用分析，解决，推理和判断。3、命题意图：考查学生灵活应用牛顿运动定律，匀变速运动规律、动能定理、能量守恒定律解决相关问题(叠加体相对运动的问题)的能力, 考查学生的思维能力、建模能力、分析综合能力、知识迁移能力、应用数学知识解决物理问题的能力。4、考查方式：设置常见板块类叠加体模型；问题设置直接、简洁、明了。

二、学情分析

1、这是一道综合性强、过程较为复杂的问题，解决该类问题需要学生有一定的知识迁移能力和创新意识，能将实际问题转化成物理模型。对于牛顿力学，由于考生更为熟悉，也容易理解，故考生大多数用动力学的观点求解；2、思维障碍和易错点：由于本题是多物体多过程复杂的物理问题，审题时不能精确到位，按运动过程审题及分析是学生的难点易错点。

三、解题思路

(1)B和A一起沿斜面向下运动，由机械能守恒定律有

(2)第一次碰后，对B有

mg sin θ=μmg cos θ 故B匀速下滑……………………③

对A有mg sin θ+μmg cos θ=ma1……………………④

得A的加速度 a1=10m/s2，方向始终沿斜面向下， A将做类竖直上抛运动…………………… ⑤

设A第1次反弹的速度大小为v1，由动能定理有

(3)设A第2次反弹的速度大小为v2，由动能定理有

得v2=0……………………⑩

即A与挡板第2次碰后停在底端，B继续匀速下滑，与挡板碰后B反弹的速度为v′，加速度大小为a′，由动能定理有

1111mg sin θ+μmg cos θ=ma′ ………………………………(12)

当B速度为0时，因mg sin θ=μmg cos θ≤fm， B将静止在A上。……………………(14)

四、变式和拓展

1.根据学生的能力和发展阶段可以把斜面换成光滑水平面，由简单到复杂，如：一长木板置于光滑水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图(a)所示。t=0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t=1s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块的v-t图线如图(b)所示。木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2．求:

(1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2；(2)木板的最小长度；(3)木板右端离墙壁的最终距离。

2.再把光滑水平面换成粗糙水平面，由简单到复杂，如：(2015年新课标全国理综1卷第25题)

一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图(a)所示。t=0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t=1s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块的v-t图线如图(b)所示。木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2．求:

(1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2；(2)木板的最小长度；(3)木板右端离墙壁的最终距离。