巧选功能问题中的过程

巧选功能问题中的过程摘要:功能问题是高考的一个重要考点。所涉及的解题工具有动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律及功能关系等。而在解决功能问题时,选取过程中包含所求量就能有的放矢,回避未知量就能巧妙迂回,一招制胜。关键词:功能问题过程:G633.7文献标识码:A:1003-9082(2015)03-0251-01功能问题是高考的一个重要考点。所涉及的解题工具有动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律及功能关系等。而这些工具都是针对某一过程而使用的,过程选的好让我们在解题时准确快捷,事半功倍。那过程该如何选取呢?我们先来看一道例题。例:固定斜面的倾角,物体A与斜面之间的动摩擦因数为,轻弹簧下端固定在斜面底端,弹簧处于原长时上端位于C点。用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B,滑轮右侧绳子与斜面平行,A的质量为2m,B的质量为m,初始时物体A到C点的距离为L。现给A、B一初速度v0使A开始沿斜面向下运动,B向上运动,物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点。已知重力加速度为g,不计空气阻力,求此过程中:(1)物体A向下运动刚到C点时的速度;(2)弹簧的最大压缩量;(3)弹簧中的最大弹性势能。一、细致分过程我们不妨先将题中物块的运动过程细致的分成以下几个:①从初始位置A到C;②从C位置到弹簧压缩最短;③从弹簧压缩最短到返回C点;④从初始位置A到弹簧压缩最短;⑤从C位置到返回经过C位置;⑥从初始位置A到返回经过C位置。二、包含所求量第一问所求量是刚到C点时的速度,是一个瞬时量,可以使用动能定理来求解,但是C点必须作为某一过程的起点或终点,才能在方程中体现出来。也就是过程的选取必须包含所求量。所以我们可选的过程是①②⑤。同理可得第二问可以选③④⑥,第三问则可选②③④。三、回避未知量再仔细分析题中的条件,弹簧的劲度系k并不是已知条件。②③④过程中弹簧弹力做功或弹簧的弹性势能都需要用到这个量。那我们就应该回避掉这个未知量。这样一来,第一问可选的过程是①,第二问可以选⑥。所以前两问可解.解:(1)在物体A向下运动到C点的过程中,根据能量关系有解得(2)从物体A接触弹簧,将弹簧压缩到最短后又恰回到C点,对系统应用动能定理,解得在前两问的解决的基础上,C点的速度已经是已知的。第三问我们可以在②③④中任选一个过程来求解。(3)弹簧从压缩最短到恢复原长的过程中,根据能量关系有所以我们再来看几道习题:1.(2009年高考山东卷22题)图示为某探究活动小组设计的节能运动系统。斜面轨道倾角为30°,质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为。木箱在轨道端时,自动装货装置将质量为m的货物装入木箱,然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下,与轻弹簧被压缩至最短时,自动卸货装置立刻将货物卸下,然后木箱恰好被弹回到轨道顶端,再重复上述过程。下列选项正确的是()A.m=MB.m=2MC.木箱不与弹簧接触时,上滑的加速度大于下滑的加速度D.在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能题中弹簧的劲度系数是未知量,有很多同学在做这道题的时候将木箱的运动分为下滑和上升两个过程来研究,列出两个方程消掉未知量。但如果选择回避未知量的话,可以选取整个运动过程来研究,根据能量守恒有,得m=2M。从而快速又准确的解题。2.在绝缘水平面上,相距为L的A、B两点处分别固定着两个带电量相等的正电荷,a、b是AB连线上的两点,其中Aa=Bb=L/4,O为AB连线的中点,一质量为m带电量为+q的小滑块(可以看作质点)以初动能E0从a点出发,沿直线AB向b点运动,其中小滑块第一次经过O点时动能为初动能的n倍(n>1),到达b点时动能恰好为零,小滑块最终停在O点。求:(1)小滑块与水平面的动摩擦因数;(2)O、b间的电势差;(3)小滑块运动的总路程。解:(1)a、b点的电势相等,电场力不做功。可选取从a到b的过程来研究,根据动能定理:-μmgL/2=0-E0…….①可快速求出动摩擦因数为μ=2E0/mgL;(2)可选取从O到b的过程来研究,根据动能定理:-qUOb-μmgL/4=0-nE0…….②联立①②可回避μ,直接求出UOb=(2n-1)E0/2q(3)以a点开始到最后停在O点全过程来研究,设小滑块运动的总路程为S....

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