一道高一物理题`

2024-12-14 14:51:25
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回答1:

解法1:应用牛顿第二定律和运动学基本公式v=v0+at和s=v0t+ at2求解。
根据传送带上有黑色痕迹可知,煤块与传送带之间发生了相对滑动,煤块的加速度a小于传送带的加速度a0。煤块在运动方向上只受滑动摩擦力F作用,由牛顿第二定律得:F=μmg=ma (1) 设经历时间t1,传送带由静止开始加速到速度等于v0,煤块由静止加速到v1,则有v0=a0t1 (2) v1=at1 (3)由于a此后煤块与传送带保持相对静止一起做匀速直线运动,不再产生新的痕迹。设在煤块的速度由0增加到v0的整个过程中,传送带和煤块运动的位移分别为s1和s2,则有
s1= a0t +v0t2 (5) s2= a(t1+t2)2 (6)
传送带上留下的黑色痕迹的长度Δs=s1-s2 (7)
由以上各式联立得:Δs= (8)
解法2:应用牛顿第二定律和推论vt2-v02=2as求解。
其他方程同解法1,只是把方程(6)改为v02=2as2即可。
解法3:应用牛顿第二定律和平均速度公式求解。
将解法1中的(5)(6)式改为s1= t1+ (5) s2= (t1+t2) (6)即可。
解法4:应用牛顿第二定律和v-t图象求解。
如图所示,图线1为传送带的v-t图,2为煤块的v-t图。传送带上留下的黑色痕迹的长度应为图中阴影部分的面积。则有Δs=(t2+t1+t2)v0/2-(t1+t2)v0/2=v0t2/2
联立解法1中的方程(1)(2)(3)(4)即可。
解法5:应用动量定理、动能定理和运动学公式求解。
对煤块由动量定理得:μmg(t1+t2)=mv0 (1) 由动能定理得:μmgs2= mv02 (2)
对传送带有v0=a0t1 (3) s1= a0t +v0t2或s1= t1+ (4)
Δs=s1-s2 (5)联立上述方程即可。
由以上多种解法可知,这是一道开发学生发散思维和创新思维、考查学生分析、综合、迁移、计算等能力的好题。同时由于高考试题量的减少,一些题目不再考查单一的知识点,而是更注重学科内的综合,同一个题目可以使不同的物理规律、方法交织在一起。