上一篇文章我們講了數(shù)形結(jié)合思想解決燈泡功率問(wèn)題中的應(yīng)用,這次我們來(lái)講講函數(shù)圖像法在解決彈簧模型最值問(wèn)題中的應(yīng)用。 各位請(qǐng)看題:【題目來(lái)自于2019年?yáng)|城二模理綜試卷物理部分】 本題第(1)(2)問(wèn)考查的是彈簧類碰撞模型(動(dòng)量守恒,機(jī)械能守恒),其中 第(1)問(wèn)考查的是完全非彈性碰撞,即當(dāng)AB共速時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能最大: 第(2)問(wèn)考查的是彈性碰撞,當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí),B的速率最大。 如果我們將AB的運(yùn)動(dòng)過(guò)程用v-t圖象來(lái)表示一下的話,會(huì)是下圖: 可見(jiàn)A和B的速度都是關(guān)于時(shí)間的變量。 第(3)問(wèn)如是說(shuō): “若在滑塊B的右側(cè)某處固定一彈性擋板C,擋板的位置不同。。。此后運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,AB系統(tǒng)的彈性勢(shì)能的最大值為EPm,擋板位置不同,EPm的數(shù)值不同,求EPm的最小值。” 題目的意思翻譯過(guò)來(lái)就是:擋板位置不同,碰撞的時(shí)刻就不同,對(duì)應(yīng)碰撞時(shí)B的速度就不同,對(duì)應(yīng)的彈性勢(shì)能也就不同。思考之后,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這其實(shí)是一個(gè)求函數(shù)最值的問(wèn)題(注意這題是要求物理最大值的數(shù)學(xué)最小值) 面對(duì)這類問(wèn)題,第一步:我們要先根據(jù)題意建立函數(shù)表達(dá)式: 設(shè)B與擋板碰撞前瞬間的速度為v1,根據(jù)動(dòng)量守恒定律,我們會(huì)發(fā)現(xiàn): B與擋板碰撞后瞬間速度變?yōu)? v1,之后A、B及彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,當(dāng)AB再次共速時(shí),系統(tǒng)的彈性勢(shì)能最大,根據(jù)動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律列式即可。 將v2用v1表示后,代入上述的能量守恒式,可得 第二步:觀察函數(shù)表達(dá)式,繪制函數(shù)圖像。 這是一個(gè)二次函數(shù),其中自變量為v1,根據(jù)前面求得的結(jié)果,我們可知道v1的定義域?yàn)?/p> 其函數(shù)圖像如下: 由圖可知, 其實(shí)高考對(duì)函數(shù)思想的考查由來(lái)已久,比如閉合電路中外電路電阻多大時(shí)輸出功率最大,比如高度一定時(shí),繩長(zhǎng)多少拋射距離最遠(yuǎn)等,希望大家有所收獲。 |
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