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以下是一些相關(guān)的高三物理板塊壓軸題:
1. 電磁感應(yīng)與電路問題。
2. 輕桿、輕繩模型。
3. 碰撞模型。
4. 圓周運(yùn)動(dòng)模型。
5. 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波模型。
6. 帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)。
7. 原子物理中的能級(jí)躍遷問題。
8. 力學(xué)實(shí)驗(yàn)和電學(xué)實(shí)驗(yàn)問題。
9. 光學(xué)問題。
10. 連接體問題。
這些題目涉及的知識(shí)點(diǎn)較多,綜合性較強(qiáng),需要學(xué)生有較好的物理基礎(chǔ)。
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題目:
如圖所示,在水平面上有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小物塊A和B,中間用一輕質(zhì)彈簧連接,處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)對(duì)A施加一水平恒力F,使A開始運(yùn)動(dòng)。已知A與B之間的摩擦力大小為f,彈簧的最大壓縮量為x。求:
(1)當(dāng)彈簧處于壓縮狀態(tài)時(shí),A和B的加速度大小;
(2)當(dāng)彈簧處于最大壓縮狀態(tài)時(shí),彈簧的彈性勢能;
(3)若撤去恒力F后,A和B最終能否達(dá)到共同速度?如果能,求出共同速度的大小和方向;如果不能,說明理由。
答案:
(1)當(dāng)彈簧處于壓縮狀態(tài)時(shí),對(duì)A和B整體分析,根據(jù)牛頓第二定律得:$F - 2f = 2ma$,解得:$a = \frac{F}{2m} - f$。
(2)當(dāng)彈簧處于最大壓縮狀態(tài)時(shí),彈簧的彈性勢能為:$E_{P} = \frac{1}{2}kx^{2}$。
(3)撤去恒力F后,A和B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,設(shè)最終共同速度為v,根據(jù)動(dòng)量守恒定律得:$mv_{A} = mv_{B}$,方向相同。由于A和B之間存在摩擦力,所以它們不會(huì)達(dá)到共同速度。
【例題分析】
本題主要考查了牛頓第二定律、動(dòng)量守恒定律以及彈性勢能的計(jì)算。在解題過程中需要注意摩擦力的方向和作用效果。
【解題關(guān)鍵】
(1)對(duì)整體受力分析,根據(jù)牛頓第二定律求解加速度;
(2)根據(jù)彈簧形變量求解彈性勢能;
(3)根據(jù)動(dòng)量守恒定律求解共同速度。
【注意事項(xiàng)】
(1)注意摩擦力的方向和作用效果;
(2)注意彈簧形變量與壓縮量的區(qū)別。