高中物理力學(xué)經(jīng)典例題集錦(1)

1、1高中物理典型例題集錦高中物理典型例題集錦力學(xué)部分力學(xué)部分1、如圖91所示，質(zhì)量為M=3kg的木板靜止在光滑水平面上，板的右端放一質(zhì)量為m=1kg的小鐵塊，現(xiàn)給鐵塊一個(gè)水平向左速度V0=4ms，鐵塊在木板上滑行，與固定在木板左端的水平輕彈簧相碰后又返回，且恰好停在木板右端，求鐵塊與彈簧相碰過程中，彈性勢(shì)能的最大值EP。分析與解：分析與解：在鐵塊運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，因此彈簧壓縮最大時(shí)和鐵塊停在木板右端時(shí)系統(tǒng)的共同速度（鐵塊與

2、木板的速度相同）可用動(dòng)量守恒定律求出。在鐵塊相對(duì)于木板往返運(yùn)動(dòng)過程中，系統(tǒng)總機(jī)械能損失等于摩擦力和相對(duì)運(yùn)動(dòng)距離的乘積，可利用能量關(guān)系分別對(duì)兩過程列方程解出結(jié)果。設(shè)彈簧壓縮量最大時(shí)和鐵塊停在木板右端時(shí)系統(tǒng)速度分別為V和V’，由動(dòng)量守恒得：mV0=(Mm)V=(Mm)V’所以，V=V’=mV0(Mm)=1X4(31)=1ms鐵塊剛在木板上運(yùn)動(dòng)時(shí)系統(tǒng)總動(dòng)能為：EK=mV02=0.5X1X16=8J彈簧壓縮量最大時(shí)和鐵塊最后停在木板右端時(shí)，系統(tǒng)

3、總動(dòng)能都為：EK’=(Mm)V2=0.5X(31)X1=2J鐵塊在相對(duì)于木板往返運(yùn)過程中，克服摩擦力f所做的功為：Wf=f2L=EKEK’=82=6J鐵塊由開始運(yùn)動(dòng)到彈簧壓縮量最大的過程中，系統(tǒng)機(jī)械能損失為：fs=3J由能量關(guān)系得出彈性勢(shì)能最大值為：EP=EKEK‘fs=823=3J說明：由于木板在水平光滑平面上運(yùn)動(dòng)，整個(gè)系統(tǒng)動(dòng)量守恒，題中所求的是彈簧的最大彈性勢(shì)能，解題時(shí)必須要用到能量關(guān)系。在解本題時(shí)要注意兩個(gè)方面：①是要知道只有當(dāng)鐵

4、塊和木板相對(duì)靜止時(shí)(即速度相同時(shí))，彈簧的彈性勢(shì)能才最大；彈性勢(shì)能量大時(shí)，鐵塊和木板的速度都不為零；鐵塊停在木板右端時(shí)，系統(tǒng)速度也不為零。3(3)滑塊由C→D的過程中，滑塊和小車組成系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，由于滑塊始終緊貼著小車一起運(yùn)動(dòng)，在D點(diǎn)時(shí)，滑塊和小車具有相同的水平速度VDX。由動(dòng)量守恒定律得：mVC=(Mm)VDX所以VDX=mVC(Mm)=0.4X3.2(3.60.4)=0.32ms(4)滑塊一定能再次通過C點(diǎn)。因?yàn)榛瑝K到達(dá)D

5、點(diǎn)時(shí)，除與小車有相同的水平速度VDX外，還具有豎直向上的分速度VDY，因此滑塊以后將脫離小車相對(duì)于小車做豎直上拋運(yùn)動(dòng)(相對(duì)地面做斜上拋運(yùn)動(dòng))。因題中說明無能量損失，可知滑塊在離車后一段時(shí)間內(nèi)，始終處于D點(diǎn)的正上方(因兩者在水平方向不受力作用，水平方向分運(yùn)動(dòng)為勻速運(yùn)動(dòng)，具有相同水平速度)，所以滑塊返回時(shí)必重新落在小車的D點(diǎn)上，然后再圓孤下滑，最后由C點(diǎn)離開小車，做平拋運(yùn)動(dòng)落到地面上。由機(jī)械能守恒定律得：mVC2=mgR(Mm)VDX2mV

6、DY2121212所以以滑塊、小車為系統(tǒng)，以滑塊滑上C點(diǎn)為初態(tài)，滑塊第二次滑到C點(diǎn)時(shí)為末態(tài)，此過程中系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，系統(tǒng)機(jī)械能守恒(注意：對(duì)滑塊來說，此過程中彈力與速度不垂直，彈力做功，機(jī)械能不守恒)得：mVC=mVC‘MV即mVC2=mVC’2MV2121212上式中VC‘、V分別為滑塊返回C點(diǎn)時(shí)，滑塊與小車的速度，V=2mVC(Mm)=2X0.4X3.2(3.60.4)=0.64msVC’=(mM)VC(mM)=(0.43.6

7、)X3.2(0.43.6)=2.56ms(與V反向)(5)滑塊離D到返回D這一過程中，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，前進(jìn)距離為：△S=VDX2VDYg=0.3221.110=0.07m3、如圖101所示，勁度系數(shù)為K的輕質(zhì)彈簧一端與墻固定，另一端與傾角為θ的斜面體小車連接，小車置于光滑水平面上。在小車上疊放一個(gè)物體，已知小車質(zhì)量為M，物體質(zhì)量為m，小車位于O點(diǎn)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將小車從O點(diǎn)拉到B點(diǎn)，令OB=b，無初速釋放后，小車即在水平