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变质量力学问题
新用户65120Joi
>《待分类》
2023.04.20 山西
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如图所示,平板车在水平牵引力F作用下匀速通过卸沙口A(可视为质点)的下方,平板
车左端到达A
正下方时恰好有沙卸在车上,右端到达A正下方时卸沙结束。
已知平板车质量为M、车长为L、车速始终为v,地面对平板车的阻力为压力的μ倍,卸沙口每秒在平板车上均匀卸下质量为m的沙,卸沙口距离平板车底板的高度为h,沙粒落在平板车上马上和平板车共速。
忽略沙的初速度和沙粒堆积导致的高度变化以及空气阻力,重力加速度为g,则
A. 平板车左端刚到A正下方前的瞬间,牵引力的功率为μMgv
B. 平板车经过卸沙口的过程牵引力的平均功率为μMgL+mLv/2
C.平板车通过卸沙口的过程中牵引力做的功为
D. 通过卸沙口的过程中,牵引力随时间均匀增大
变质量的动量问题。
力学综合问题,变质量、全方位考查力学规律。
“
沙粒落在平板车上马上和平板车共速
”
题干中这句话值得好好体会一番,说明沙一往车上落,无论水平、竖直,两个方向马上与车共速。
对时间t内落到车上的沙分别从水平与竖直两个方向运用动量定理:
竖直方向因为作用时间短,忽略重力的影响。
分析车的受力,匀速这个条件至关重要。
把上式中的各项具体解释一下。
括号中的力大小与地面对车的支持力等大,前两项为车的左端刚过出沙口为计时起点的情况下,位移为x时车及车内沙的总重力大小,Fy为瞬间流到车内的沙对车在竖直方向的冲击力大小。Fx为流到车内的沙瞬间对车水平作用力大小。车要匀速向左运动,则F需要与地面及沙对车水平方向的阻力相平衡。
将Fx、Fy代入F的表达式中,就可以看出F是一个随车位移线性变化的力。求小车通过卸沙口时F对车所做的功,利用图像法或平均力法都可以得出C项是正确的。
当车左端刚到达A的正下方时,沙还没有与车发生相互作用,A项相对好选。
平均功率可用C项的总功除以时间去计算。B项可以排除。
D项将x用vt代替就可以判断是正确的。
多选题是理综三科中物理独特的存在,正确解答难度确实比较大,但这并不妨碍我们用较短的时间拿一半的分值,好多多选题都具有这个特点,有一个选项是显而易见的,只要把题认真读下来,基础的知识还能懂点,多少是能拿点分的。
本题来说,推导F的表达式确实有难度了,改编为一个计算题,把牛二、能量、动量全考一遍,也是难题。
可能复习到了这个阶段,很多同学发现了很多不懂的问题,这实际上也是进步的一种表现,以前是不知道自己不知道,现在上了一个档次,知道自己不知道了,临近高考,没必要怀疑自己,考清北的学霸也有自己不懂的知识点。任何一次考试,能把自己掌握的知识正常发挥出来,对自己来说就是超常的水平了。实际上,任何考试,都不可避免地有失误,就像实验中的误差一样,不可避免,只不过是失误大小的区别而已。
与其怀疑自己、否定自己,还不如心动起来,用行动去肯定自己,追求另一个档次,将知道自己不知道升级为知道自己知道。
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