一、0-v-0模型
模型概覽:
物體從靜止開始做勻加速運動,在加速至某速度時,改為勻減速運動直至速度為零,涉及這類過程的問題稱為 0-v-0 問題。
方法提煉:
設(shè) 0-v-0 過程中勻加速運動的加速度大小為 a1,時間為 t1,位移大小為 x1,末速度為 v;勻減速運動的加速度大小為 a2,時間為 t2,位移大小為 x2。整個過程 v-t 圖像為:
由圖像中斜率、面積比例關(guān)系,可得:
即:0-v-0 過程中,勻加速、勻減速運動過程的時間之比、位移之比均等于二者加速度大小的反比。
補充說明:
1. 在做選擇題、填空題時可直接套用比例結(jié)論;但在解答題中,需要根據(jù)具體情況,靈活對比例作出證明。
2. 當(dāng)題目涉及 0-v-0 過程的總時間、總位移時,可靈活使用和比關(guān)系計算分過程的時間和位移,
如:
經(jīng)典例題:
例. 某種類型的飛機起飛滑行時,從靜止開始做勻加速運動,加速度大小為 4.0m/s2,加速過程中突然接到命令停止起飛,飛行員立即使飛機緊急制動,飛機做勻減速運動,加速度大小為 6.0m/s2。已知飛機從啟動到停下來的總時間為 30s,則飛機制動做減速運動的距離為( )
A.288m B.432m C.648m D.1080m
思路分析:
【答案】B
【解析】飛機做 0-v-0 運動,根據(jù)相應(yīng)比例,加速運動時間與減速運動時間之比為:
則勻減速過程的時間為:
將勻減速過程視為反向的勻加速過程,有
故選 B。
強化訓(xùn)練二、差量法求解彈簧問題
模型概覽
彈簧連接物體一個或多個物體,當(dāng)其中某個物體受力發(fā)生位置的改變時,求解彈簧形變量或者彈簧勁度系數(shù)。
如圖 1 所示,開始時勁度系數(shù)為 k 彈簧受到一個豎直向下的力,設(shè)為1,彈簧被壓縮;然后受到一個豎直向上的力,設(shè)為2,彈簧伸長。求彈簧的此過程總的形變量。
取向上為正方向,則F = 2 (1) = 1 + 2,則彈簧的形變量
補充說明
此類題目常常出現(xiàn)在選擇題部分,總的來說難度不大,但應(yīng)當(dāng)注意題目要求的是求解哪個彈簧的移動距離。
經(jīng)典例題
如圖所示,輕質(zhì)彈簧連接 A、B 兩物體,彈簧勁度系數(shù)為 k,A、B 質(zhì)量分別為1,2;A 放在水平地面上,B 也靜止;現(xiàn)用力拉 B,使其向上移動,直到 A 剛好離開地面,此過程中,B 物體向上移動的距離為( )
A. 1/ B.2/ C.(1 + 2)/ D.(1 2)/
思路分析:
【答案】C
【解析】根據(jù)方法提煉中的公式,B 物體向上移動的距離為,故 C 選項正確。
強化訓(xùn)練
答案:A
三、等時圓模型
模型概覽
物體沿著位于同一豎直圓上的所有光滑弦由靜止下滑,這種場景下求解物體的運動時間是可以利用等時圓模型進行求解的。
注意事項:
等時圓的結(jié)論的條件是:光滑的弦
典型例題
(2004·全國卷)如圖所示,ad、bd、cd 是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細桿,a、b、c、d 位于同一圓周上,a 點為圓周的最高點,d 點為最低點。每根桿上都套有一個小滑環(huán)(圖中未畫出),三個滑環(huán)分別從 a、b、c 處釋放(初速為 0),用 t1、t2、t3依次表示各滑環(huán)到達 d 所用的時間,則( )
A.t1
思路分析
強化訓(xùn)練
四、反向添加ma
模型概覽
系統(tǒng)中各個物體的加速度不相同,求解外力。這種場景的常規(guī)做法是通過隔離法分別受力分析列式,去求解外力。但是常規(guī)方法較為繁瑣。
這類場景中的求解外力,可以將有加速度 a 的物體 m,即非平衡態(tài)的物體,通過反向添加 ma 轉(zhuǎn)化成平衡態(tài),然后用整體法列平衡條件,求解即可。
操作步驟:
1. 標(biāo)·每個物體的加速度;
2. 加·對有加速度的物體反向添加 ma;
3. 列·整體法列平衡條件,求解未知外力。
典型例題
思路分析
強化訓(xùn)練
五、均速法求解勻變速直線運動
模型概覽
思路點撥
強化訓(xùn)練
六、傾斜傳送帶模型
模型概覽
思路分析
強化訓(xùn)練
七、小球落彈簧模型——動力學(xué)篇
模型概覽
思路分析
強化訓(xùn)練
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