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刊名: 教育研究
       Educational Research
主办:  中国教育科学研究院
周期:  月刊
出版地:北京市
语种:  中文;
开本:  16开
ISSN: 1002-5731
CN:   11-1281/G4
邮发代号: 2-277
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历史沿革:
现用刊名:教育研究
创刊时间:1979

该刊被以下数据库收录:
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核心期刊:
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多物体相互作用题型的解题策略

【作者】 陈光彩

【机构】 贵州省天柱民族中学

【摘要】
【关键词】
【正文】 

    从近年高考的题型看,物理选修3——5部分,“多物体多过程系统动量守恒定律的应用”是命题的重点和热点。因此,对该部分内容的复习应引起高度重视。

  多个物体相互作用时,物理过程虽然比较复杂,但它不可能是几个物体同时进行,而是分阶段逐个作用,求解此类题型只要注意以下几个方面,即使难度再大的题也可轻松闯关、迎刃而解。

  1、认真审题,灵活选取研究对象,分析物体作用过程是否满足动量守恒定律的条件。

  2、正确分析作用过程中各物体的初态和末态以及各物体的状态变化情况。

  3、分析作用过程中的不同阶段,并找出联系各阶段的状态量,同时分析不同阶段的能量转化及守恒关系。

  4、列式时要根据作用过程的不同阶段建立多个动量守恒方程,或将系统内的物体按作用的关系分成几个小系统,分别建立动量守恒方程和能量守恒方程。

  例(2013年高考新课标新课标Ⅱ卷)

  (2)(10)如图,光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、BCB的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计).A以速度v0朝B运动,压缩弹簧;

  当AB速度相等时,BC恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动。假设BC碰撞过程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中,

  ①整个系统损失的机械能;

  ②弹簧被压缩到最短时的弹性势能。

  阶段分析:此题分三个阶段来处理,第一阶段是A压缩弹簧(即AB相互作用),直至AB有共同速度;第二阶段BC作完全非弹性碰撞;第三阶段是BC碰后直至三者达到共同速度。

  相互作用及运动规律分析:由题设条件可知,物体间相互作用均满足动量守恒定律条件。A在压缩弹簧至与B有共同速度过程,是A将一部分机械能转移给B的机械能和弹簧的弹性势能,此过程无机械能损失。然后BC作完全非弹性碰撞,损失机械能;BC碰后共同速度小于AB的共同速度,所以弹簧继续被压缩,直到三者具有共同速度,弹簧才压缩到最短。

  解:1、设AB共同速度为V1,BC共同速度为V2,ABC共同速度为V3,损失的机械能为△E。由动量守恒定律

  对A与B,有mv0=2mv1 ………………………………①

  对B与C,有mv1=2mv2…………………………………②

  B与C作用前后由能量守恒得:

  ■mv12=E+(2m)v22…………………………………③

  联立①②③得损失的机械能为:

  △E=mv02

  2、从开始到三者达到共同速度,由动量守恒定律得;

  mv0=3mv3…………………………………………④

  由能量守恒得:

  ■mv02=(3m)v32+E+E弹…………………⑤

  联立④⑤得:E=mv02

  此题属多物体多过程系统动量守恒题型,且系统内增加了一根弹簧,这就加大了做题的难度;解题时有三个方面容易出错:一是BC的碰撞误认为是AB一起与C的碰撞;二是不能正确判断弹簧被压缩最短的时刻,误认为是AB达到共同速度时弹簧已压缩至最短;三是不能分阶段列出能量守恒方程,如方程③列出:

  ■mv02=E+E+mv12+(2m)v22

  这就使问题复杂化,解题过程将误入歧途。

  综上所述,求解此类题型,我们只要注意以上几个方面,不管题型如何变化,都能达到举一反三、逐类旁通的效果。