(精简易下载版)高考物理解题方法递推法方法归纳[1](3)

2020-12-24 20:38

关于高考物理的一些重要的方法,经过整理后,便于下载复印

3

小车以初速v0沿正x轴方向运动,经过第1个(n = 1)人的身旁时,此人将沙袋以u = 2nv0 = 2v0的水平速度扔到车上,由动量守恒得:Mv0-m 2v0 = (M + m)v1 ,当小车运动到第2人身旁时,此人将沙袋以速度u′= 2nv1 = 4v1的水平速度扔到车上,同理有:(M + m)v1-m 2nv1 = (M + 2m)v2 ,所以,当第n个沙袋抛上车后的车速为vn ,根据动量守恒有:[M + (n

M (n 2)mM (n 1)m

-1)m]vn-1-2n m vn-1 = (M + nm)vn ,即:vn = vn-1 。 同理有:vn+1 =vn

M (n 1)mM nm

若抛上(n + 1)包沙袋后车反向运动,则应有vn>0 ,vn+1<0 即:M-(n + 1)m>0 ,M-(n + 2)m<0

3820

由此两式解得:n<,n>。因n为整数,故取3 。

1414

当车反向滑行时,根据上面同样推理可知,当向左运动到第n个人身旁,抛上第n包沙袋后由动量守恒定律有:

[M + 3m + (n-1)m′]v n 1-2n m′vn-1 = (M + 3m + nm′)v n

M 3m (n 2)m M 3m (n 1)m

v v v n 1 同理有:n 1=n M 3m (n 1)m M 3m nm

设抛上(n + 1)个沙袋后车速反向,要求v n>0 ,v n 1≤0

M 3m (n 1)m 0 n 7即: 解得 即抛上第8个沙袋后车就停止,所以车上最终有11个沙袋。

M 3m (n 2)m 0n 8

解得:v n=

例9:如图6—6所示,一固定的斜面,倾角θ = 45°,斜面长L = 2.00米。 在斜面下端有一与斜面垂直的挡板。 一质量为

m的质点,从斜面的最高点沿斜面下滑,初速度为零。下滑到最底端与挡板发生弹性碰撞。已知质点与斜面间的动摩擦因数μ = 0.20 ,试求此质点从开始到发生第11次碰撞的过程中运动的总路程。

解析:因为质点每次下滑均要克服摩擦力做功,且每次做功又不相同,所以要想求质点从开始到发生n次碰撞的过程中运动的总路程,需一次一次的求,推出通式即可求解。

设每次开始下滑时,小球距档板为s ,则由功能关系:

μmgcosθ (s1 + s2) = mg (s1-s2)sinθ μmgcosθ (s2 + s3) = mg (s2-s3)sinθ

sssin cos 2

即有:2=3= == 由此可见每次碰撞后通过的路程是一等比数列,

s1s2sin cos 32

其公比为 ∴在发生第11次碰撞过程中的路程:

3

2

s1 1 ()11

23

s = s1 + 2s2 + 2s3 + + 2s11 = 2 (s1 + s2 + s3 + + s11)-s1 = 2× -s1 = 10-12× ()11 = 9.86m

231 3

例10:如图6—7所示,一水平放置的圆环形刚性窄槽固定在桌面上,槽内嵌着三个大小相同的刚性小球,它们的质量分别是m1 、m2和m3 ,m2 = m3 = 2m1 。 小球与槽的两壁刚好接触而它们之间的摩擦可忽略不计。 开始时,三球处在槽中Ⅰ、

R

Ⅱ、Ⅲ的位置,彼此间距离相等,m2和m3静止,m1以初速v0 =沿槽运动,R为圆环的内半径和小球半径之和,设各球

2

之间的碰撞皆为弹性碰撞,求此系统的运动周期T 。 解析:当m1与m2发生弹性碰撞时,由于m2 = 2m1 ,所以m1碰后弹回,m2向前与m3发生碰撞。 而又由于m2 = m3 ,所以m2与m3碰后,m3能静止在m1的位置,m1又以v速度被反弹,可见碰撞又重复一次。 当m1回到初始位置,则系统为一个周期。

以m1 、m2为研究对象,当m1与m2发生弹性碰撞后,根据动量守恒定律,能量守恒定律可写出:

12

m1v0 = m1v1 + m2v2 ① m1v0=1m1v12+1m2v22 ②

222

2m1m m212

由①、②式得:v1 =1v0 =-v0 ,v2 =v0 =v0

m1 m2m1 m233

2

以m2 、m3为研究对象,当m2与m3发生弹性碰撞后,得v3 =v0 ,v 2= 0

3

v 以m3 、m1为研究对象,当m3与m1发生弹性碰撞后,得v 3= 0 ,1= v0

由此可见,当m1运动到m2处时与开始所处的状态相似。 所以碰撞使m1 、m2 、m3交换位置,当m1再次回到原来位置时,

2 R2 R2 R10 R10 R

所用的时间恰好就是系统的一个周期T ,由此可得周期: T = 3(t1 + t2 + t3) = 3× (++) === 20s

3v0v03v0v0 R/2

例11:有许多质量为m的木块相互靠着沿一直线排列于光滑的水平面上。 每相邻的两个木块均用长为L的柔绳连接着。 现用大小为F的恒力沿排列方向拉第一个木块,以后各木块依次被牵而运动,求第n个木块被牵动时的速度。

解析:每一个木块被拉动起来后,就和前面的木块成为一体,共同做匀加速运动一段距离L

后,把绳拉紧,再牵动下一个木

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