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高中数学的解析如何利用数学归纳法解决数学问题数学归纳法是一种常用的数学推理方法，特别适用于解决涉及自然数的问题。
它的基本思想是通过证明某个命题在第一个自然数上成立，并假设该命题在第k个自然数上成立，再利用这一假设证明该命题在第k+1个自然数上也成立。
本文将着重讨论高中数学中一些典型问题，介绍如何使用数学归纳法解决这些问题。
一、等差数列的性质证明等差数列是高中数学中一个重要的概念，其性质证明常常可以使用数学归纳法。
我们以等差数列的前n项和公式为例进行说明。
首先，我们需要证明等差数列前n项和公式在第一个自然数上成立。
当n=1时，等差数列的前n项和显然等于它的第一个项，命题成立。
其次，我们假设等差数列前k项和公式在第k个自然数上成立，即Sn = (2a1 + (k-1)d)k/2 （式1）我们需要证明等差数列前(k+1)项和公式在第(k+1)个自然数上也成立。
通过对等差数列前k+1项求和可以得到：S(k+1) = a1 + a2 + ... + ak + a(k+1)S(k+1) = [(k+1)(a1 + a(k+1))/2] + kd （式2）将式1代入式2中，整理后可得：S(k+1) = [(k+1)(2a1 + (k+1-1)d)/2] + kdS(k+1) = [(k+1)(2a1 + kd)/2] + kdS(k+1) = [(k+1)(2a1 + kd) + 2kd]/2S(k+1) = (2a1 + (k+1)d)(k+1)/2由此可见，假设在第k个自然数上等差数列前k项和公式成立，可以推出在第(k+1)个自然数上该公式也成立。
因此，根据数学归纳法的推理步骤，我们可以得出等差数列前n项和公式对于任意正整数n都成立的结论。
二、数学归纳法解决不等式问题数学归纳法不仅可以用于证明等式的性质，还可以用于解决不等式问题。
我们以证明平方不等式n^2 ≥ n（n ≥ 1）为例。
首先，我们需要证明当n=1时平方不等式成立，即1^2 ≥ 1，命题成立。
掌握数学归纳法高中数学归纳法问题的解题技巧数学归纳法是一种证明数学定理的技巧，它被广泛应用于高中数学中的数列、递归和整数论等分支中。
掌握数学归纳法不仅是学生迈向高中数学成功的重要一步，也对于日后从事理科相关工作的人士非常有用。
但是，许多学生在学习数学归纳法时，可能会感到困难和挫败。
接下来，本文将提供一些有用的技巧，以帮助学生掌握高中数学归纳法。
1. 理解归纳法归纳法的基本思想是，如果证明了一个定理对于其中某一个数值成立，那么就可以证明该定理对于如此数值以上所有的数值均成立。
也就是说，这种技巧要通过逐步证明某些特定的问题，以确保它们与已知的问题保持一致性。
2. 寻找基准情况在使用数学归纳法证明定理时，我们首先需要找到一个基准情况，即某个特定情况下，定理是否成立。
如果只是单纯的陈述一个问题，是无法进行任何操作的。
例如，如果证明一个数列的特点适用于数列的第一项或第二项，那么我们就可以说明在这些元素上定理是完全成立的。
这就是所谓的“基准情况”。
3. 假设成立条件在数学归纳法中，需要假设某些情况下定理是成立的。
这些情况不一定要包括所有的情况，也可以是一部分情况。
你需要考虑哪种形式的假设能够完成证明。
4. 做归纳假设的情况下证明定理公式成立在这一步中，我们通常会针对基准情况进行证明，并假设此时证明是成立的。
接下来，我们使用归纳假设对定理的公式进行证明，以证明基准情况之后所有的情况都是成立的。
需要注意的是，当证明过程中会出现一些细节问题，需要认真考虑如何解决。
5. 以基准情况为前提，证明更广泛的情况当基于归纳假设证明某定理的公式成立时，我们还需要证明它适用于更广泛的情况。
这一步的关键问题是，我们已经知道基准情况以及在某些情况下成立，所以我们也就需要证明除此之外的其他情况均成立。
在运用数学归纳法时，我们需要确保对这些所谓的“其他情况”进行明确的定义，并给出符合这些条件的例子以加强证明的可行性和可靠性。
6. 思考如何使用归纳法学会如何正确运用数学归纳法并不容易，需要经过实践和思考。
用数学归纳法解决实际问题一、数学归纳法的基本概念1.数学归纳法的定义：数学归纳法是一种证明数学命题的方法，它分为两个步骤：基础步骤和归纳步骤。
2.基础步骤：验证当输入的初始值时，命题是否成立。
3.归纳步骤：假设当输入的值时，命题成立，证明当输入的值时，命题也成立。
二、数学归纳法的步骤1.确定归纳变量：找出影响问题解决的关键变量。
2.验证基础情况：当归纳变量取最小值时，问题是否成立。
3.归纳假设：假设当归纳变量取某个值时，问题成立。
4.归纳步骤：证明当归纳变量取下一个值时，问题也成立。
5.得出结论：根据基础步骤和归纳步骤的证明，得出问题对所有归纳变量成立的结论。
6.问题简化：将实际问题转化为可以用数学归纳法证明的命题形式。
7.确定归纳变量：找出影响问题解决的关键变量，作为归纳变量。
8.编写归纳命题：根据实际问题，编写基础步骤和归纳步骤的命题。
9.证明命题：分别对基础步骤和归纳步骤进行证明。
10.得出结论：根据数学归纳法的证明，解决实际问题。
四、数学归纳法在实际问题中的应用实例1.求解等差数列的前n项和：设等差数列的首项为a1，公差为d，求前n项和Sn。
2.求解多项式的值：给定一个多项式f(x)，求在x取某个值时，f(x)的值。
3.求解递推数列的通项公式：设递推数列的第一个项为a1，递推公式为an+1=an+d，求通项公式an。
4.求解函数的导数：给定一个函数f(x)，求其导数f’(x)。
5.求解几何问题：如求解多边形的面积、体积等。
五、注意事项1.确保归纳变量的合理性：归纳变量的选择应尽量简单，能有效地解决问题。
2.注意归纳假设的合理性：归纳假设应能涵盖所有可能的情况，避免遗漏。
3.证明过程的严谨性：在证明过程中，要注重逻辑的严密性，避免出现漏洞。
4.灵活运用数学归纳法：根据实际问题的特点，选择合适的数学归纳法进行解决。
知识点：__________习题及方法：习题1：用数学归纳法证明：对于所有自然数n，n^2 + n + 41是一个质数。
数学归纳法（2016.4.21）一、用数学归纳法证明与正整数有关命题的步骤是：（1）证明当n 取第一个值0n （如01n =或2等）时结论正确；（2）假设当0(N ,)n k k k n *=∈≥ 时结论正确，证明1n k =+时结论也正确．综合（1）、（2），……注意：数学归纳法使用要点： 两步骤,一结论。
二、题型归纳：题型1.证明代数恒等式例1．用数学归纳法证明：()()1212121751531311+=+-++⨯+⨯+⨯n n n n 证明：①n =1时，左边31311=⨯=，右边31121=+=，左边=右边，等式成立． ②假设n =k 时，等式成立，即：()()1212121751531311+=+-++⨯+⨯+⨯k k k k ． 当n =k +1时．()()()()3212112121751531311++++-++⨯+⨯+⨯k k k k ()()3212112++++=k k k k ()()()()()()321211232121322++++=++++=k k k k k k k k ()1121321+++=++=k k k k 这就说明，当n =k +1时，等式亦成立，由①、②可知，对一切自然数n 等式成立．题型2.证明不等式例2．证明不等式n n 2131211<++++ (n ∈N)．证明：①当n =1时，左边=1，右边=2．左边<右边，不等式成立．②假设n =k 时，不等式成立，即k k 2131211<++++．那么当n =k +1时， 11131211++++++k k1112112+++=++<k k k k k ()()12112111+=++=++++<k k k k k k这就是说，当n =k +1时，不等式成立．由①、②可知，原不等式对任意自然数n 都成立．说明：这里要注意，当n =k +1时，要证的目标是1211131211+<++++++k k k ，当代入归纳假设后，就是要证明： 12112+<++k k k ．认识了这个目标，于是就可朝这个目标证下去，并进行有关的变形，达到这个目标．题型3.证明数列问题例3 (x ＋1)n ＝a 0＋a 1(x －1)＋a 2(x －1)2＋a 3(x －1)3＋…＋a n (x －1)n (n ≥2，n ∈N *)．(1)当n ＝5时，求a 0＋a 1＋a 2＋a 3＋a 4＋a 5的值．(2)设b n ＝a 22n －3，T n ＝b 2＋b 3＋b 4＋…＋b n .试用数学归纳法证明：当n ≥2时，T n ＝n (n ＋1)(n －1)3.解： (1)当n ＝5时，原等式变为(x ＋1)5＝a 0＋a 1(x －1)＋a 2(x －1)2＋a 3(x －1)3＋a 4(x －1)4＋a 5(x －1)5 令x ＝2得a 0＋a 1＋a 2＋a 3＋a 4＋a 5＝35＝243.(2)因为(x ＋1)n ＝[2＋(x －1)]n ，所以a 2＝C n 2·2n －2b n ＝a 22n －3＝2C n 2＝n (n －1)(n ≥2) ①当n ＝2时．左边＝T 2＝b 2＝2，右边＝2(2＋1)(2－1)3＝2，左边＝右边，等式成立． ②假设当n ＝k (k ≥2，k ∈N *)时，等式成立，即T k ＝k (k ＋1)(k －1)3成立那么，当n ＝k ＋1时，左边＝T k ＋b k ＋1＝k (k ＋1)(k －1)3＋(k ＋1)[(k ＋1)－1]＝k (k ＋1)(k －1)3＋k (k ＋1) ＝k (k ＋1)⎝⎛⎭⎪⎫k －13＋1＝k (k ＋1)(k ＋2)3 ＝(k ＋1)[(k ＋1)＋1][(k ＋1)－1]3＝右边． 故当n ＝k ＋1时，等式成立．综上①②，当n ≥2时，T n ＝n (n ＋1)(n －1)3.欢迎您的下载，资料仅供参考！致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习课件等等打造全网一站式需求。
数学归纳法几种常见方式及其应用中存在的问题摘要在处理数学问题时，经常涉及与任意自然数有关的一些命题，这些命题实质上是由无限个n取具体整数时得到的无限个命题组成的，我们往往不能逐一验证，这时，数学归纳法就是我们最常应用的一个有效的推理方法，为什么我们能够相信数学归纳法的证明呢？因为数学归纳法实质上是一种演绎推理法，华罗庚老先生是这样解释数学归纳法原理的：“我们采用形式上的讲法，也就是：有一批编了号码的数学命题，我们能够证明第1号命题是正确的；如果我们能够证明在第K 号命题正确的时候，第K+1号命题也是正确的，那么，这一批命题就全部正确.”其实，数学归纳法的正确性在我们学到的自然数的公理系统已经得到说明，他是与皮亚诺公理等价的一个本原性命题.关键字数学归纳法常见方式及问题无限有限数学归纳法（Mathematical Induction，通常简称为MI）是一种数学证明方法，通常被用于证明某个给定命题在整个（或者局部）自然数范围内成立。
是用来研究与正整数有关的数学问题，在高中数学中常用来证明等式（不等式）成立和数列通项公式成立。
数学归纳法一般分为以下几种常见的方式：（一）第一数学归纳法：一般地，证明一个与自然数n有关的命题P(n），有如下步骤（1）证明当n取第一个值n0时命题成立。
n0对于一般数列取值为0或1，但也有特殊情况；（2）假设当n=k（k≥n0，k为自然数）时命题成立，证明当n=k+1时命题也成立。
综合（1）（2），对一切自然数n（≥n0），命题P(n）都成立。
（二）第二数学归纳法：对于某个与自然数有关的命题P(n），（1）验证n=n0时P(n）成立；（2）假设n0≤n<=k时P(n）成立，并在此基础上，推出P(k+1）成立。
综合（1）（2），对一切自然数n（≥n0），命题P(n）都成立。
（三）倒推归纳法（反向归纳法）：（1）验证对于无穷多个自然数n命题P(n）成立，（2）假设P(k+1）（k≥n0）成立，并在此基础上，推出P(k）成立，综合（1）（2），对一切自然数n（≥n0），命题P(n）都成立。
高考数学技巧如何利用数学归纳法解决问题数学归纳法是一种常见且重要的数学技巧，在高考数学中经常被用于解决一些复杂的问题。
通过合理运用数学归纳法，可以简化问题的复杂性，从而更好地解决数学题。
本文将探讨高考数学中如何利用数学归纳法解决问题的技巧和方法，并通过一些例题进行说明。
一、数学归纳法的基本原理数学归纳法是一种证明数学命题的方法。
它的基本原理是：设n为一个正整数，如果能证明当n取某个值时命题成立，而且如果在命题成立的情况下可以推导得到n+1的情况也成立，那么就可以得出结论：当n为任意正整数时，命题都成立。
二、数学归纳法的步骤数学归纳法主要包括三个步骤：基础步骤、归纳假设和归纳步骤。
1.基础步骤：首先需要证明当n取某个值时命题成立。
这个值通常是最小的正整数，可以是1或任意不为0的正整数。
2.归纳假设：假设当n取k（其中k为正整数）时命题成立，即假设命题P(k)为真。
3.归纳步骤：在已知P(k)为真的情况下，利用此假设证明P(k+1)为真。
通过推理和运算，将P(k+1)的真实性转化为某个已知条件的真实性，即从P(k)推导得到P(k+1)。
三、利用数学归纳法解决高考数学问题的技巧1.明确问题类型：在高考数学中利用数学归纳法解题，首先要明确问题的类型。
常见的问题类型包括数列、方程、不等式、集合等。
2.观察规律：利用数学归纳法解题的关键在于观察规律。
通过对问题的分析和计算，观察数列、方程等中数值、系数的变化规律，总结出规律的特点。
3.列出基础步骤：根据观察所得的规律，找到问题中的基础步骤。
基础步骤通常是证明当n取某个值时命题成立。
4.假设并证明：在观察到的规律的基础上，假设命题P(k)为真，并通过计算和推理证明该命题成立。
5.归纳得出结论：在已知P(k)为真的情况下，运用数学归纳法的归纳步骤，将P(k+1)的真实性转化为已知条件的真实性，进而得出结论。
四、数学归纳法解题的例子【例题】已知数列{a_n}满足a_1=1，a_{n+1}=2a_n+1，则证明：a_n=n^2。
数学归纳法经典问题详解问题背景数学归纳法是一种常用的证明方法，常用于证明基于自然数的问题。
它适用于那些可以分解成递归结构的问题，通过证明一个基础情况和一个递推规则来推导出问题的解。
问题解析下面将详细解析数学归纳法的经典问题。
问题1：斐波那契数列斐波那契数列是指从0和1开始，后面的数都是前面两个数的和。
首几个数是：0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, ...证明：对于任意的正整数n，斐波那契数列的第n项为F(n)。
- 基础情况：当n=1时，F(1)=1。
当n=2时，F(2)=1。
- 递推规则：假设对于任意的k≥2，有F(k-1)和F(k-2)是斐波那契数列的前两项。
则F(k) = F(k-1) + F(k-2)。
问题2：求和问题对于给定的正整数n，求解1到n的所有自然数的和。
证明：对于任意的正整数n，1到n的所有自然数的和为S(n)。
- 基础情况：当n=1时，S(1)=1。
- 递推规则：假设对于任意的k≥1，有S(k) = k + S(k-1)。
则S(n) = n + S(n-1)。
问题3：等差数列的求和对于给定的正整数n，求解首n项等差数列的和。
证明：对于任意的正整数n，首n项等差数列的和为A(n)。
- 基础情况：当n=1时，A(1)=a（a为等差数列的首项）。
- 递推规则：假设对于任意的k≥1，有A(k) = a + d*(k-1) （d为等差数列的公差）。
则A(n) = A(n-1) + d。
结论通过数学归纳法，我们可以证明斐波那契数列的递推关系，自然数求和和等差数列求和的公式。
这些经典问题的解法不仅在数学上有意义，也具有重要的实际应用价值。
希望本文对读者理解数学归纳法和经典问题的解析有所帮助。
数学归纳法经典问题详解问题背景数学归纳法是一种常用的证明方法，适用于基于自然数的问题。
它通过证明基础情况和递推规则来推导出问题的解。
问题解析本文详细解析了数学归纳法的经典问题。
问题1：斐波那契数列证明：对于任意的正整数n，斐波那契数列的第n项为F(n)。
如何利用数学归纳法解决实际问题数学归纳法是一种常用的证明方法，通过对问题进行递推和归纳，从而得到普遍性的结论。
它广泛应用于数学、计算机科学、物理学等领域，用于解决各种实际问题。
本文将从数学归纳法的基本原理、应用步骤以及实例等方面介绍如何利用数学归纳法解决实际问题。
一、数学归纳法的原理数学归纳法基于两个基本原理：基本步骤和归纳假设。
1.基本步骤：首先，证明基本步骤的正确性，即证明结论对于某个特定的值（通常是最小值）成立。
这通常是相对容易的，因为我们可以通过直接计算或验证来得到这个结果。
2.归纳假设：接下来，假设当n=k时结论成立，即我们假设结论对于某个特定的值k成立，并且需要用这个假设来证明当n=k+1时结论是否也成立。
这就是归纳假设的作用，它提供了问题递推的基础。
基于以上两个原理，我们可以利用数学归纳法解决各种实际问题。
二、数学归纳法的应用步骤使用数学归纳法解决问题通常需要经历以下三个步骤：基本步骤证明、归纳假设和结论证明。
1.基本步骤证明：首先，我们证明当n等于某个特定的值时，结论成立。
这需要通过具体的计算或验证来完成，确保结论在起始条件下是正确的。
2.归纳假设：接下来，我们假设当n=k时结论成立，即假设结论对于某个特定的值k成立。
这个假设是问题递推的基础，通过它我们可以将问题从n=k推广到n=k+1。
3.结论证明：最后，我们用归纳假设来证明当n=k+1时结论是否成立。
通过对归纳假设的使用和适当的推导，我们可以得出结论在n=k+1时也成立，从而完成了数学归纳法的证明过程。
三、数学归纳法的实际应用数学归纳法广泛应用于实际问题的解决中，以下是数学归纳法在实际问题中的几个典型应用：1.证明数学公式的成立：使用数学归纳法可以证明各种数学公式的成立，如等差数列、等比数列等的通项公式。
通过对基本步骤的证明和归纳假设的使用，可以推广得到通用的结论。
2.证明算法的正确性：在计算机科学中，使用数学归纳法可以证明算法的正确性。
一、次数问题…0624．（20分）如图9所示，在水平地面上放置一块质量为M 的长平板B ，在平板的上方某一高度处有一质量为m 的物块P 由静止开始落下。
在平板上方附近存在“相互作用”的区域（如图中虚线所示区域），当物块P 进入该区域内，B 便会对P 产生一个竖直向上的恒力f 作用，使得P 恰好不与B 的上表面接触，且f ＝kmg ，其中k ＝11。
在水平方向上P 、B 之间没有相互作用力。
已知平板与地面间的动摩擦因数μ＝2.0×10－3，平板和物块的质量之比M /m ＝10。
在P 开始下落时，平板B 向右运动的速度v 0＝1.0m/s ，P 从开始下落到进入相互作用区域经历的时间t 0＝2.0s 。
设平板B 足够长，保证物块P 总能落到B 板上方的相互作用区域内，忽略物块P 受到的空气阻力，取重力加速度g ＝10m/s 2。
求：（1）物块P 从开始下落到再次回到初始位置所经历的时间。
（2）从物块P 开始下落到平板B 的运动速度减小为零的这段时间内，P 能回到初始位置的次数。
解：（1）物块P 进入作用区速度v 1，01gt v =＝20m/s 物块P 从进入相互作用区域到速度减小为零的过程中，设加速度为a ， 根据牛顿第二定律：ma mg kmg =-设下落时间为t ， av t 1=而物块从开始下落到回到初始位置的时间T ＝2(t ＋t 0)=012t k k-＝4.4s 。
（2）设在一个运动的周期T 内，平板B 的速度减小量为Δv ，根据动量定理有v M t f Mg t Mg ∆μμ=⋅++⋅2)(20 解得 1)1(20-+=k M m gkt v μ∆＝9.7×10－3m/s 。
P 回到初始位置的次数 vv n ∆0=＝10.3， n 应取整数，即n ＝10。
注：若用牛顿第二定律解答，可以根据解答过程给分。
‘11石123．一轻质细绳一端系一质量为m =0.05kg 的小球A ，另一端套在光滑水平细轴O 上，O 到小球的距离为L = 0.1 m ，小球与水平地面接触，但无相互作用。
在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板，二者之间的水平距离s =2m ，如图所示。
现有一滑块B ，质量也为m ，从斜面上高度h =3m 处由静止滑下，与小球和挡板碰撞时均没有机械能损失。
若不计空气阻力，并将滑块和小球都视为质点，滑块B 与水平地面之间的动摩擦因数μ=0.25，g 取10 m/s 2。
求：（1）滑块B 与小球第一次碰撞前瞬间，B 速度的大小；（2）滑块B 与小球第一次碰撞后瞬间，绳子对小球的拉力；（3）小球在竖直平而内做完整圆周运动的次数。
解： （1）（4分）B ，下滑h +2s →碰A ，∵动能定理 mgh -μmg 2s =2021mv∴ v 0=55≈7.4m/s（2）（6分）B 与A 第一次 完全弹碰：mv 0=mv A +mv B2021mv =221A mv +221B mv ∴ v A =v 0；v B =0A 以v 0绕O 圆运动，最低点 ∵牛二律T -mg =m Lv 20∴ T =28N（3）（8分）A 球最后一周完整圆运动，最低点v 1→最高点v 2：∵机械能守恒和牛二律2121mv =mg 2L +2221mv mg =m Lv 22∴ v 1=5m/s由于B 、A 弹碰速度互换，B 滑过s 总碰A 时速度至少为v 1=5m/s∵ 动能定理：mgh -μmg s 总=2121mv∴ s 总=11m A 完整圆运动次数：n =ss 2 总+1=6次二、归纳法问题‘10西24．（20分）在如图所示的x-o-y 坐标系中，y>0的区域内存在着沿y 轴正方向、场强为E 的匀强电场，y<0的区域内存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场。
一带电粒子从y 轴上的P （0，h ）点以沿x 轴正方向的初速度射出，恰好能通过x 轴上的D （d ，0）点。
已知带电粒子的质量为m ，带电量为 – q 。
h 、d 、q 均大于0，不计重力的影响。
（1）若粒子只在电场作用下直接到达D 点，求粒子初速度的大小v 0； （2）若粒子在第二次经过x 轴时到达D 点，求粒子初速度的大小v 0； （3）若粒子在从电场进入磁场时到达D 点，求粒子初速度的大小v 0； 解（1）粒子只在电场作用下直接到达D 点设粒子在电场中运动的时间为t ，粒子沿x 方向做匀速直线运动，则 x=v 0 t ① （1分） 沿y 方向做初速度为0的匀加速直线运动，则 h=221at ② （1分） 加速度 mqEa =③ （1分） 粒子只在电场作用下直接到达D 点的条件为 x=d ④ （1分） 解①②③④得 mhqEdv 20= （2分）（2）粒子在第二次经过x 轴时到达D 点，其轨迹如图3所示。
设粒子进入磁场的速度大小为v ，v 与x 轴的夹角为θ，轨迹半径为R ，则v sin θ = a t ⑤ （1分）Rv m qvB 2= ⑥ （2分）粒子第二次经过x 轴时到达D 点的条件为x －2R sin θ = d ⑦ （2分）解①②③⑤⑥⑦得mh qE dv 20=+BE2 （2分）（3）粒子在从电场进入磁场时到达D 点，其轨迹如图4所示。
根据运动对称性可知QN=2OM=2 x （2分） 粒子在从电场进入磁场时到达D 点的条件为x +n (2x －2R sin θ) = d ⑧ （3分）其中n 为非负整数。
解①②③⑤⑥⑧得mhqEn d v 2120+=+B E n n ⋅+122 （2分） ‘12024．（20分）如图所示，有 n （n >10）个相同的小物块（可视为质点）静止在倾角图3图4为 θ 的倾斜轨道上，物块与轨道间的动摩擦因数均为 μ。
每个物块的质量均为 m ，相邻物块间的距离均为 l ，最下端的物块到轨道底端的距离也为 l 。
使第1个物块以某一初速度 v 0沿轨道开始下滑，在每次发生碰撞时物块都立即粘合在一起运动，最后n 个物块粘在一起后恰好停在轨道的底端。
已知空气阻力可忽略不计，重力加速度为g 。
（1）求第一次碰撞前瞬间小物块1的速度v 1的大小； （2）设第5次碰撞前的瞬间运动物块的动能为E k5，第5次碰撞过程中系统损失的机械能为E 损5，求E 损5和E k5的比值；（3）求下滑的整个过程中由于相互碰撞而损失的机械能。
24．解：（1）物块1，由动能定理得 20212121cos sin mv mv mgl mgl -=-θμθ得 )c o s (s i n 2201θμθ-+=gl v v （2）设第5次碰撞前，5个物块一起运动的速度大小为v 5，对第5次碰撞，由动量守恒定律有 55)5(5v m m mv '+=碰撞前运动物块的动能为E k5 =25521mv ⨯ 碰撞过程中系统损失的机械能为E 损5=2525621521v m mv '⨯-⨯ 解得E 损5/E k5=1/6（3）对n 个木块运动和碰撞的全过程重力做的总功(1)sin (123)sin 2G n n W mgl n mgl θθ+=++++=克服摩擦做的总功(1)cos (123)cos 2f n n W mg l n mgl μθμθ+=⋅++++=设整个过程中由于相互碰撞而损失的机械能为E 损总，则根据做功与能量变化的关系有损总E W mv W f G +=+2021由以上各式求出 )c o s (s i n 2)1(2120θμθ-++=m g l n n mv E 损总 ‘‘0924．（20分）（1）如图1所示，ABC 为一固定在竖直平面内的光滑轨道，BC 段水平，AB 段与BC 段平滑连接。
质量为m 1的小球从高为h 处由静止开始沿轨道下滑，与静止在轨道BC 段上质量为m 2的小球发生碰撞，碰撞前后两球的运动方向处于同一水平线上，且在碰撞过程中无机械能损失。
求碰撞后小球m 2的速度大小v 2；解：（1）m 1下降h ：m 1gh =21m 1v 210 ∴ v 10=gh 2图1图m 1与m 2弹碰：m 1v 10=m 1v 1+m 2v 2 21m 1v 210=21m 1v 21+21m 2v 22 ∴ v 2=211012m m v m +=21122m m gh m +（2）碰撞过程中的能量传递规律在物理学中有着广泛的应用。
为了探究这一规律，我们采用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直线上、且无机械能损失的简化力学模型。
如图2所示，在固定光滑水平直轨道上，质量分别为m 1、m 2、m 3…m n -1、m n …的若干个球沿直线静止相间排列，给第1个球初能E k 1，从而引起各球的依次碰撞。
定义其中第n 个球经过一次碰撞后获得的动能E kn 与E k 1之比为第1个球对第n 个球的动能传递系数k 1n a 、求k 1nb 、若m 1=4m 0，m 3=m 0，m 0为确定的已知量。
求m 2为何值时，k 13最大 解：（2）a 、E k 1=21m 1v 210；E k 2=21m 2v 22 ∴ E k 2=22121)(4m m m m +E k 1 ∴ k 12=22121)(4m m m m +同理：k 13=22121)(4m m m m +23232)(4m m m m +⋅…∴ k 1n =2121)(4m m m m +23232)(4m m m m +⋅…11)(4n n n n m m m m +⋅-- =212322212123221)()()(41n n nn m m m m m m m m m m m n +++--- b 、将m 1=4m 0，m 3=m 0代入“k 13”式：k 13=2202202220)()4(64m m m m m m ++=64m 20220202⎥⎦⎤⎢⎣⎡m 欲k 13最大，只需))(4(20202m m m m m ++最大∵))(4(20202m m m m m ++=02220541m m m m ++ 只需22204m m m +=0222042m m m m +⎪⎪⎭⎫⎝⎛-最小 令：2202m m m -=0图2 m 1 m 2 m 3 m n -1 m n∴ m 2=2m 0时，k 13=k 13max =64 “10 24.雨滴在穿过云层的过程中，不断与漂浮在云层中的小水珠相遇并结合为一体，其质量逐渐增大。
现将上述过程简化为沿竖直方向的一系列碰撞。
已知雨滴的初始质量为m 0，初速度为v 0，下降距离l 后与静止的小水珠碰撞且合并，质量变为m 1。
此后每经过同样的距离l 后，雨滴均与静止的小水珠碰撞且合并，质量依次变为m 2、m 3……m n ……（设各质量为已知量）。
