第7講力學三大觀點的綜合應用

第7講力學三大觀點的綜合應用分析考情明方向01核心考點核心考點情境圖示模型方法動量和能量觀點的綜合應用2023·遼寧卷,15板塊模型彈簧模型2022·廣東卷,13彈性碰撞模型應用三大觀點解決動力學綜合問題2023·山東卷,18多物體多過程問題臨界極值問題2023·全國乙卷,25彈性碰撞模型多過程問題2023·廣東卷,15傳送帶模型平拋模型2022·湖南卷,14歸納法突破核心提能力02核心考點一動量和能量觀點的綜合應用(2022·全國乙卷,20)(多選)質(zhì)量為1kg的物塊在水平力F的作用下由靜止開始在水平地面上做直線運動,F與時間t的關(guān)系如圖所示。已知物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2,重力加速度大小g取10m/s2。則(

)A.4s時物塊的動能為零B.6s時物塊回到初始位置C.3s時物塊的動量為12kg·m/sD.0～6s時間內(nèi)F對物塊所做的功為40J√√√√√(1)木板a與物塊c粘合的過程,動量守恒嗎?木板a與物塊c粘合后b和a、c豎直方向合外力均為零,水平方向受什么力?提示:木板a與物塊c粘合的過程,系統(tǒng)合外力為零,動量守恒。水平方向受相互的滑動摩擦力。(2)用牛頓運動定律與運動學規(guī)律解答。(3)從a與c碰撞到b與a、c相對靜止過程中產(chǎn)生的熱量為多少?(1)求木板剛接觸彈簧時速度v1的大小及木板運動前右端距彈簧左端的距離x1。答案:(1)1m/s

0.125m(2)求木板與彈簧接觸以后,物塊與木板之間即將相對滑動時彈簧的壓縮量x2及此時木板速度v2的大小。(3)已知木板向右運動的速度從v2減小到0所用時間為t0。求木板從速度為v2時到之后與物塊加速度首次相同時的過程中,系統(tǒng)因摩擦轉(zhuǎn)化的內(nèi)能ΔU(用t0表示)。核心考點二應用三大觀點解決動力學綜合問題1.解決力學問題的“三大觀點”分類規(guī)律表達式動力學觀點力的瞬時作用牛頓第二定律F合=ma牛頓第三定律F=-F′能量觀點力的空間累積作用動能定理W合=Ek2-Ek1機械能守恒定律Ek1+Ep1=Ek2+Ep2動量觀點力的時間累積作用動量定理F合t=mv′-mv動量守恒定律m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′2.力學規(guī)律選用的一般原則(1)若是多個物體組成的系統(tǒng),優(yōu)先考慮使用兩個守恒定律。(2)若物體(或系統(tǒng))涉及速度和時間,應考慮使用動量定理。(3)若物體(或系統(tǒng))涉及位移和時間,且受到恒力作用,應考慮使用牛頓運動定律或動能定理。(4)若物體(或系統(tǒng))涉及位移和速度,應考慮使用動能定理,系統(tǒng)中滑動摩擦力做功產(chǎn)生熱量應用摩擦力乘以相對位移,運用動能定理解決曲線運動和變加速運動問題特別方便。(1)第一次碰撞后瞬間小球和圓盤的速度大小;(2)在第一次碰撞到第二次碰撞之間,小球與圓盤間的最遠距離;答案:(2)l(3)圓盤在管內(nèi)運動過程中,小球與圓盤碰撞的次數(shù)。答案:(3)4次(1)求物塊甲運動到最高點時的速度大小;答案:(1)3m/s(2)求彈簧最初儲存的彈性勢能;答案:(2)2.2J(3)求木板運動的總路程;答案:(3)1.0m(4)若木板的質(zhì)量為m3=0.4kg,木板與擋板僅能發(fā)生兩次碰撞,求擋板與木板距離的范圍。沖破瓶頸達素養(yǎng)03一、一個無法計算的量用另一個可計算的量代替

(2023·山東煙臺模擬)在半徑為R的光滑“魔環(huán)”上滾動的質(zhì)量為m的小球,恰能做完整的圓周運動,試求小球從最高點A的位置滾到最低位置B的過程中,所受合力的沖量。(1)此題中小球從A到B的運動過程中,軌道對小球的合力是變力,不能用I=Ft求沖量?？衫么鷵Q法,根據(jù)動量定理Ft可由Δp代替。(2)物理學中的許多規(guī)律?？蓪懗蓴?shù)學等式,這些規(guī)律便成為“一個無法計算的量用另一個可計算的量代替”的基礎(chǔ)。應用這種方法解題,分析清楚物理現(xiàn)象和過程是關(guān)鍵,要選擇合適的規(guī)律進行等值代換。二、數(shù)學歸納法的應用(1)求籃球與地面碰撞的碰后速率與碰前速率之比;(2)若籃球反彈至最高處h時,運動員對籃球施加一個向下的壓力F,使得籃球與地面碰撞一次后恰好反彈至h的高度處,力F隨高度y的變化如圖乙所示,其中h0已知,求F0的大小;(3)籃球從H高度處由靜止下落后,每次反彈至最高點時,運動員拍擊一次籃球(拍擊時間極短),瞬間給其一個豎直向下、大小相等的沖量I,經(jīng)過N次拍擊后籃球恰好反彈至H高度處,求沖量I