第七章專題強化十二動量和能量的綜合問題

專題強化十二動量和能量的綜合問題目標(biāo)要求1.掌握解決力學(xué)綜合問題常用的三個觀點.2.會靈活選用三個觀點解決力學(xué)綜合問題．1．解動力學(xué)問題的三個基本觀點(1)動力學(xué)觀點：運用牛頓運動定律結(jié)合運動學(xué)知識解題，可處理勻變速運動問題．(2)能量觀點：用動能定理和能量守恒觀點解題，可處理非勻變速運動問題．(3)動量觀點：用動量守恒觀點解題，可處理非勻變速運動問題．用動量定理可簡化問題的求解過程．2．力學(xué)規(guī)律的選用原則(1)如果要列出各物理量在某一時刻的關(guān)系式，可用牛頓第二定律．(2)研究某一物體受到力的持續(xù)作用發(fā)生運動狀態(tài)改變時，一般用動量定理(涉及時間的問題)或動能定理(涉及位移的問題)去解決問題．(3)若研究的對象為一物體系統(tǒng)，且它們之間有相互作用，一般用動量守恒定律和機械能守恒定律去解決問題，但需注意所研究的問題是否滿足守恒的條件．(4)在涉及相對位移問題時則優(yōu)先考慮能量守恒定律，系統(tǒng)克服摩擦力所做的總功等于系統(tǒng)機械能的減少量，即轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)能的量．(5)在涉及碰撞、爆炸、打擊、繩繃緊等物理現(xiàn)象時，需注意到這些過程一般均隱含有系統(tǒng)機械能與其他形式能量之間的轉(zhuǎn)化，作用時間都極短，因此用動量守恒定律去解決．題型一動量與能量觀點的綜合應(yīng)用例1(2022·廣東卷·13)某同學(xué)受自動雨傘開傘過程的啟發(fā)，設(shè)計了如圖所示的物理模型．豎直放置在水平桌面上的滑桿上套有一個滑塊，初始時它們處于靜止?fàn)顟B(tài)．當(dāng)滑塊從A處以初速度v0為10m/s向上滑動時，受到滑桿的摩擦力Ff為1N，滑塊滑到B處與滑桿發(fā)生完全非彈性碰撞，帶動滑桿離開桌面一起豎直向上運動．已知滑塊的質(zhì)量m＝0.2kg，滑桿的質(zhì)量M＝0.6kg，A、B間的距離l＝1.2m，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力．求：(1)滑塊在靜止時和向上滑動的過程中，桌面對滑桿支持力的大小FN1和FN2；(2)滑塊碰撞前瞬間的速度大小v1；(3)滑桿向上運動的最大高度h.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例2(2023·江蘇無錫市模擬)如圖所示，豎直平面內(nèi)有一光滑軌道ABC，AB是半徑為R的四分之一圓弧軌道，水平軌道BC足夠長，其上放有一前端固定輕彈簧的小物塊Q.一質(zhì)量為m的小物塊P自A處由靜止釋放，沿AB滑下后與Q相碰．已知重力加速度為g，求：(1)若Q的質(zhì)量也為m，則彈簧被壓縮的過程中最大彈性勢能為多大；(2)若Q的質(zhì)量為2m，則P第一次反彈后，沿圓弧軌道達到的最大高度為多大；(3)若要使P與Q只發(fā)生一次碰撞，則物塊Q的質(zhì)量應(yīng)滿足什么條件．________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________題型二力學(xué)三大觀點的綜合應(yīng)用例3如圖所示，水平桌面左端有一頂端高為h的光滑圓弧形軌道，圓弧的底端與桌面在同一水平面上．桌面右側(cè)有一豎直放置的光滑圓軌道MNP，其形狀為半徑R＝0.8m的圓環(huán)剪去了左上角135°后剩余的部分，MN為其豎直直徑，P點到桌面的豎直距離也為R.一質(zhì)量m＝0.4kg的物塊A自圓弧形軌道的頂端釋放，到達圓弧形軌道底端恰與一停在圓弧底端水平桌面上質(zhì)量也為m的物塊B發(fā)生彈性正碰(碰撞過程沒有機械能的損失)，碰后物塊B的位移隨時間變化的關(guān)系式為x＝6t－2t2(關(guān)系式中所有物理量的單位均為國際單位)，物塊B飛離桌面后恰由P點沿切線落入圓軌道．A、B均可視為質(zhì)點，重力加速度g取10m/s2，求：(1)BP間的水平距離sBP；(2)判斷物塊B能否沿圓軌道到達M點；(3)物塊A由靜止釋放的高度h.規(guī)范答題區(qū)評價項目(100分)自評得分書寫工整，卷面整潔(20分)有必要的文字說明，指明研究對象、過程、所用規(guī)律(20分)列式規(guī)范，無連等式，無變形后公式(20分)無代數(shù)過程，有聯(lián)立①②③式得(20分)結(jié)果規(guī)范，中間關(guān)鍵點有結(jié)果，矢量指明方向(20分)總分例4(2023·江蘇南京市高三開學(xué)考試)如圖所示，半徑為R＝0.2m的光滑固定四分之一圓形軌道末端水平，與地面上足夠長的水平木板C的上表面等高，平滑對接，但不粘連．現(xiàn)將質(zhì)量mA＝1kg的物塊A從軌道上最左端由靜止釋放，此時物塊B、木板C均靜止，B到C左端的距離d＝0.5m．物塊A滑上木板C后經(jīng)過一段時間與物塊B發(fā)生碰撞，碰撞時間極短，且碰后A、B粘在一起．已知B的質(zhì)量mB＝0.5kg，C的質(zhì)量mC＝0.5kg，A、B與C間的動摩擦因數(shù)相同，μA＝μB＝0.2，C與地面間的動摩擦因數(shù)μC＝0.05.重力加速度g＝10m/s2，A、B均可視為質(zhì)點．求：(1)物塊A對圓形軌道最低點P的壓力；________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)從A滑上C直至A、B發(fā)生碰撞所需的時間；(3)從釋放A到三個物體最終均停止運動，全過程系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱．______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________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