高中物理力学综合题解题技巧

高中物理力学综合题解题技巧一力学综合题的特点力学综合题是一种具有多种物理过程、多种研究对象、运用到多种物理概念和规律、难度较大的题目。它的特点就在于知识的综合与能力的综合上。综合题的题型可以是计算、证明，又可以是选择、填空、问答。但以计算题为多，故在此着重研究综合计算题。二、力学综合题求解要领力学的知识总的来说就是力和运动问题，因而它涉及了两大方面的规律：一是物体的受力规律，二是物体的运动规律。物体的运动是由它的受力状况和初始条件所决定的。由于力有三种作用效果：1、力的即时作用效果使物体产生加速度(a)或形变，2、力对时间的积累效果冲量(I)；3、力对空间的积累效果功(W)。因此，加速度a，动量P和功W就是联系力和运动的桥梁。因而与上述三个桥梁密切有关的知识是：牛顿运动定律、动量知识(涉及动量定理和动量守恒定律)、功能知识(涉及动能定理和机械能守恒定律)，这些知识就是解决力学问题的三大途径。若考察有关物理量的瞬时相应关系，须应用牛顿定律，若考察一种过程，三种措施均有也许，但措施不同，解决问题的难易、繁简限度也许有很大的差别若研究对象为一种系统，应优先考虑两大守恒定律，若研究对象为单一物体，可优先考虑两个定理，特别波及时间问题时应优先考虑动量定理，波及功和位移问题的应优先考虑动能定理由于两个守恒定律和两个定理只考察一种物理过程的始末两个状态有关物理量间关系，对过程的细节不予细究，这正是它们的以便之处特别对于变力作用问题，在中学阶段无法用牛顿定律解决时，就更显示出它们的优越性解题的路子是多种多样的，可有不同的变通和组合，也还会有别的巧妙措施，如图象解题等。只要在实践中积极思考，认真总结，是不断会有所发现和发展的。具体说，求解力学综合题的要领如下：在认真审题、做好受力分析和运动分析的基本上，选用一种相对比较好的解题途径，而途径的选用，又该如何考虑呢?选择的根据如下：1、题目中如果规定的是始、末状态的量，而它们又满足守恒条件，这时应优先运用守恒定律解题。2、如问题波及的除始、末状态外，尚有力和它的作用时间，可优先选用动量定理。3、如问题波及的除始、末状态外，尚有力和受力者的位移，可优先选用动能定理。4、若题目规定加速度或要列出各物理量在某一时刻的关系式，则只能用牛顿第二定律进行求解。5、若过程中的力是变力(不能用牛顿第二定律了)，并且始末动量不齐(又不能用动量定理)，则唯一的解题途径就是应用动能定理，此时变力的功可用“pt”求得。三、力学综合题的分类1、以设问的内容来划分，可分为“递进式”和“并进式”。“递进式”题目中有两个以上的小问，所问的内容依次进一步，问题的难度依次增长，前后问间有密切的牵连，前一问解答的对的与否将直接影响到下一问的解答，这就是“递进式”题型。“并进式”题中的各个小问的解答各自独立，彼此并列，互不涉及，互不影响，前一问做错了，不影响对后一问的对的解答，这就是“并进式”题型。2、以内容的综合方式来划分，可分为“积木式”和“混合式”。“积木式”题目中涉及着前后连贯的两个或两个以上的物理过程，各个过程都遵循自身的规律，前后过程之间又互相牵连。这就是“积木式”题型。“混合式”题目中所描述的物理现象涉及着几种同步浮现的物理过程，它们交错在一起，互相联系，互相制约，互相影响。这就是“混合式”题型。四、 求解动量守恒定律、机械能守恒定律、动能定理、功能关系的综合应用类题目时要注意： 1.认真审题，明确物理过程此类问题过程往往比较复杂，必须仔细阅读原题，弄清已知条件，判断哪一种过程机械能守恒，哪一种过程动量守恒 2.灵活应用动量、能量关系有的题目也许动量守恒，机械能不守恒，或机械能守恒，动量不守恒，或者动量在整个变化过程中守恒，而机械能在某一种过程中有损失等，过程的选用要灵活，既要熟悉一定的典型题，又不能死套题型、公式 五、例题分析1如图所示，在倾角为的光滑斜面上端系有一劲度系数 为k的轻质弹簧，弹簧下端连一种质量为m的小球，球被一垂直于斜面的挡板A挡住，此时弹簧没有形变若挡板A以加速度a (agsin)沿斜面向下匀加速运动，问： (1)小球向下运动多少距离时速度最大？(2)从开始运动到小球与挡板分离所经历的时间为多少？2.、在如图所示的装置中，两个光滑的定滑轮的半径很小，表面粗糙的斜面固定在地面上，斜面的倾角为30。用一根跨过定滑轮的细绳连接甲、乙两物体，把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行，把乙物体悬在空中，并使悬线拉直且偏离竖直方向60。现同步释放甲乙两物体，乙物体将在竖直平面内振动，当乙物体运动通过最高点和最低点时，甲物体在斜面上均正好未滑动。已知乙物体的质量为m1，若取重力加速度g10m/s2。求：甲物体的质量及斜面对甲物体的最大静摩擦力。3. 如图所示，粗糙斜面与光滑水平面通过半径可忽视的光滑小圆弧平滑连接，斜面倾角37，A、B是两个质量均为m1 kg的小滑块(可看做质点)，C为左端附有胶泥的薄板,质量也为m1 kg，D为两端分别固接B和C的轻质弹簧，处在原长当滑块A置于斜面上且受到大小F4 N，方向垂直斜面向下的恒力作用时，恰能向下匀速运动现撤去F，让滑块A从斜面上距斜面底端L1 m处由静止下滑不计转折处的能量损失，(g10 m/s2，sin370.6，cos370.8)，求：(1)滑块A达到斜面底端时的速度大小；(2)滑块A与C接触后粘连在一起，求此后两滑块和弹簧构成的系统在互相作用过程中，弹簧的最大弹性势能及B获得的最大速度 4 如图所示，光滑的水平导轨MN右端N处与水平传送带抱负连接，传送带长度L=0.8m，皮带以恒定速率v=3.0m/s向右匀速运动。传送带的右端处平滑连接着一种在竖直平面内、半径为R=0.4m的光滑半圆轨道PQ，两个质量均为m=0.2kg的滑块A、B置于水平导轨MN上，开始时滑块A、B之间用细绳相连，其间有一压缩的轻弹簧，系统处在静止状态。现使细绳断开，弹簧伸展，滑块B脱离弹簧后滑上传送带，从右端滑出并沿半圆轨道运动到最高点Q后水平飞出，又正好落回N点。已知滑块B与传送带之间的动摩擦因数=5/16，取g=10ms2。求：（1）滑块B达到Q点时速度的大小；（2）滑块B在半圆轨道P处对轨道的压力；（3）压缩的轻弹簧的弹性势能Ep参照答案1. 解析：(1)球和挡板分离后做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度最大，此时物体所受合力为零即kxmmgsin，解得xm.(2)设球与挡板分离时位移为s，经历的时间为t，从开始运动到分离的过程中，m受竖直向下的重力，垂直斜面向上的支持力FN，沿斜面向上的挡板支持力F1和弹簧弹力F.据牛顿第二定律有mgsinFF1ma，Fkx.随着x的增大，F增大，F1减小，保持a不变，当m与挡板分离时，x增大到等于s，F1减小到零，则有：mgsinksma，又sat2联立解得mgsinkat2ma，t .答案：(1)(2) 2解：设甲物体的质量为M，所受的最大静摩擦力为f，当乙物体运动到最高点时，绳子上的弹力最小，设为T1， 此时： 对甲物体有： 对乙物体有： 得： 当乙物体运动到最低点时，绳子上的弹力最大，设为T2， 此时：对甲物体有： 对乙物体有： 得： 对乙物体从最高点到最低点过程，由动能定理： 得：可解得： 3、解：(1)施加恒力F时，对A有：(Fmgcos)mgsin未施加力F时，对A由动能定理有：(mgsinmgcos)L代入数据，得v12.6 m/s.(2)滑块A与C碰撞，由动量守恒有：m v1=（ m+ m）v2 得v21 m/s.此后A、C、B、D构成的系统在互相作用过程中，动量守恒，能量守恒，当A、C、B、D具有共同速度时，系统动能最小，弹簧弹性势能最大，设为Ep，（ m+ m）v2 （ m+ m+ m）v3（ m+ m）v22 Ep （ m+ m+ m）v32 代入数据，得： 经分析可知: 当弹簧恢复原长时，B获得的最大速度对A、C、B、D构成的系统在达共同速度到弹簧恢复原长过程，由动量守恒，能量守恒：（ m+ m+ m）v3 2 m vA+ mvBEp （ m+ m+ m）v32 2 m vA 2 m vB2代入数据，得： 或 （舍去）即B获得的最大速度为4(18分)解：（1）滑块B从Q飞出后做平抛运动，有： （1） （2分） （2） （2分）由（1）（2）解得（2分）（2） 滑块B从P运动到Q过程中满足机械能守恒，有： （3） （2分） 在Q点有：（4） （2分）由（3）（4）解得： （2分）（3）由（3）得： （1分）则有，滑块B在皮带上做匀减速运动（1分）加速度 （1分） （2分）A、B构成的系统动量守恒 （2分）弹簧的弹性势能 （1分）