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(知識點)多模型組合是復雜物理問題命題的常用手段

更新時間:2024-04-23 文章作者:佚名 信息來源:網絡整理 閱讀次數:

多模型組合是提出復雜物理問題的常用方法。 我們還是用例子來說明。tK1物理好資源網(原物理ok網)

例:如圖所示物理資源網,將質量為m的盒子A放置在足夠長的光滑水平地面上。 其內部長度l=1m。 盒子中央有一個質量為m的滑塊B(無論大小)。 A之間的動摩擦系數μ=0.05。 現在讓 B 以初速度 V0 = 4m/s 向右移動。 假設B與A的前后墻之間的碰撞是完全彈性的。 當B和A相對靜止時,A相對地面的位移是多少? (g=10m/s2)tK1物理好資源網(原物理ok網)

高中物理彈性碰撞tK1物理好資源網(原物理ok網)

?分析:讀完題,首先要抓住兩個關鍵詞高中物理彈性碰撞,一是“彈性碰撞”,二是“相對靜止”。tK1物理好資源網(原物理ok網)

彈性碰撞的思維方式必須是兩個方程:動量守恒和能量守恒。tK1物理好資源網(原物理ok網)

相對靜止告訴我們兩個物體最終以相同的速度移動。tK1物理好資源網(原物理ok網)

所以我們可以很容易地得出公式mv0=2mv,所以v=2m/stK1物理好資源網(原物理ok網)

?mv02=?*2mv2+μmgs(s是滑塊B相對于盒子A的相對距離,注意是相對的,是距離)。 這個公式大家是不是很熟悉呢? 這不是典型的子彈擊中木塊的模型嗎? 很容易得到s=8米。 因此,物體B先在A上面走了0.5米,然后走了七次1米,最后走了0.5米。tK1物理好資源網(原物理ok網)

結合問題的已知條件,兩個物體相對靜止時的相對位移為零。 當然,這個結論也可以從我們前面提到的動量守恒的本質是質心靜止或勻速運動這一事實出發。tK1物理好資源網(原物理ok網)

當然,如果我們單獨以A為研究對象,利用動量定理,我們很容易求出從開始到相對靜止所需的時間。 μmgt=mv-0,t=4秒。tK1物理好資源網(原物理ok網)

事實上,這個問題的真正難點在于如何求解相對位移。 因為無論哪個物體以可變加速度運動,應用動力學知識都是復雜且容易出錯的。 所以圖像是我們最好的選擇。tK1物理好資源網(原物理ok網)

我們在彈性碰撞中已經得到了一個重要的結論:如果彈性碰撞后質量相等,則交換速度就是。 嘗試繪制速度時間圖。tK1物理好資源網(原物理ok網)

高中物理彈性碰撞tK1物理好資源網(原物理ok網)

如圖所示,B相對于地面的Vt圖像如圖中虛線所示,A相對于地面的Vt圖像如圖中實線所示,因此A的位移相對于地面是圖中的實線和時間軸以及t=4s直線圍成的面積,即底部三角形的面積與4個小梯形的面積之和與相同的面積。tK1物理好資源網(原物理ok網)

同理,B的相對位移就是圖中虛線與時間軸圍成的面積,等于大梯形的面積減去4個相同的小梯形的面積區域。tK1物理好資源網(原物理ok網)

當然,更高的要求是質心勻速直線運動。 質心相對位移為2*4=8,兩物體相對位移為零。 因此高中物理彈性碰撞,對任意物體的相對位移應用伽利略變換就可以很容易地得到結果。tK1物理好資源網(原物理ok網)

解決了問題之后,我們再來看問題。 這個問題確實很難。 有什么難度呢? 點多、點深、點相連、交叉。 彈性碰撞、子彈打木塊、摩擦功、多次碰撞、復雜的速度-時間圖像,再深入一點,伽利略變換、質心不變原理、質心速度等等。這就需要我們了解每一個知識觀點。 徹底; 面對復雜問題不要膽怯,每個知識點都要遵循套路; 每天進行處理復雜模型的練習。 如果你不想考985或者基礎一般,沒必要在這上面浪費時間。tK1物理好資源網(原物理ok網)

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