谈高三物理复习解题方法训练——“小题大做”

2015-10-21 19:34王志
新课程学习·下 2015年2期
关键词:动能定理动量滑块

王志

高三物理复习训练很容易陷入题海战,学生做的题多,老师讲的题也多,但效果却不一定好。许多看似很小的题,如果我们在平时的训练中能深入思考,多角度发散,充分挖掘题目的价值,实现题目的“小题大做”,一定能提高解题的质量和效率。下面就以两道选择题为例,谈谈如何“小题大做”。

例:有两块完全相同的木块A和B,其中A固定在水平面上,B放在光滑水平面上,子弹以相同的水平初速度分别射入两木块,设穿出时子弹的速度分别是vA和vB,射穿过程产生的热量分别是QA和QB,则有

A.vA

C.vA>vB,QA=QB   D.vA>vB,QA

正确答案:C

解析:设木块的厚度为d,木块对子弹的阻力大小为f

1.当木块固定时:对子弹由动能定理:

子弹减少的动能即为产生的热量

-fd=mvA2-mv02 QA=fd

2.当木块不固定时:对子弹由动能定理:fS1=mv2-0

对木块由动能定理:-f(S1+d)=mvB2-mv02

子弹减少的动能一部分转移给木块,一部分转化为热量:

-fd=mv2+mvB2-mv02

系统减少的动能:QB=fd

针对此题,我们可以进行如下拓展

拓展1:若子弹射穿木块

(1)子弹和木块的相对位移如何在v-t图象中体现?请画出木块固定和不固定时子弹穿出木块的v-t图象。

(2)当木块不固定时如果子弹射入木块的初速度增大,系统产生的内能如何变化?木块获得的动能如何变化?(答案见下图)

解析:子弹穿过木块的过程受恒定的阻力作用做匀减速运动,木块不固定时受大小相等的反作用力做匀加速运动,穿透后均做匀速运动。在v-t图象中,阴影部分包围的面积表示相对位移,即木块的长度。当子弹入射速度增加,相对位移不变,则由图象知穿过时间必变短,木块获得的速度变小。

拓展2:若滑块由不同材料的上下两层粘结在一起组成,将其放在光滑的水平面上,质量为m的子弹以速度v水平射向滑块,若射击上层,则子弹恰好不射出;若射击下层,则子弹整个儿恰好嵌入,则上述两种情况相比较(  )

A.两次子弹对滑块做的功一样多

B.两次滑块所受冲量一样大

C.子弹嵌入下层过程中,系统产生的热量较多

D.子弹击中上层过程中,系统产生的热量较多

解析:子弹不穿出,对子弹和木块组的系统由

动量守恒知两种情况子弹和木块将以相同的

共同速度匀速运动(如图):

mv0(m+m1)v   (1)

子弹对滑块做的功:

W=mv2 (2)

滑块受到的冲量由动量定理得:

I=mv (3)

系統产生的热量Q由能量守恒得:

Q=mv02-(m+m1)v2   (4)

答案:AB

拓展3:若光滑水平面上静止一质量为m的木板,其左端有一静止的小木块(m2),被速度为v0水平飞来的子弹(m1)击中并留在其中,木块和木板之间的动摩擦因数为μ,要使木块不从木板上掉下来,木板至少多长?

分析:此题物理过程有两段

过程一:子弹击中木块动量守恒

m1v0=(m1+m2)v1 (1)

过程二:子弹木块作为一个整体和木板相互作用,动量守恒

(m1+m2)v1=(m1+m2+m)v2 (2)

恰好不掉下,相对位移为板长L,由功能关系得:

μ(m1+m2)gL=■(m1+m2+m)v22   (3)

联立以上三式即可求出L

L= (4)

子弹打木块是高三物理复习中必然会遇到的一个重要模型。通过一道选择的挖掘拓展,问题中涵盖了解决力学问题的基本方法牛顿运动定律、动量定理和动量守恒定律、动能定理(包括功能原理等),问题的设计中还特别加强了图象在解决问题中的特殊作用。只要我们在平时的教学中能象以上两题那样充分挖掘题目,习题向各个不同的角度和层次延伸,就能实现“小题大做”,提高学生对知识的综合运用能力,减轻学生的作业负担,提高复习的效率。

?誗编辑 温雪莲

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