物理屆高三備考方略力學(xué)規(guī)律的選用市公開課一等獎百校聯(lián)賽特等獎?wù)n件

高三物理備考方略力學(xué)規(guī)律選取第1頁力學(xué)規(guī)律選取本專題主要復(fù)習(xí)力學(xué)規(guī)律選取。處理力學(xué)問題有三個(gè)基本規(guī)律可供選?。?、力觀點(diǎn)，利用牛頓運(yùn)動定律F=ma解題。2、動量觀點(diǎn)，利用動量定理和動量守恒定律解題。3、能量觀點(diǎn)，利用動能定理和機(jī)械能守恒定律解題。第2頁例題一質(zhì)量為M物體從高出地面H處靜止落下，不計(jì)空氣阻力，落入砂坑陷入深度為L。問物體在砂坑中受到平均阻力是多少？研究對象：適用規(guī)律：過程分析：狀態(tài)選?。航⒎匠蹋嘿|(zhì)量為M物體動能定理先自由落體后減速運(yùn)動釋放時(shí)為初態(tài),停在砂坑中為終態(tài)WG+W阻=0-0Mg(H+L)-fL=0f=Mg(H+L)/L第3頁例題二如圖所表示質(zhì)量為m重錘從高為H處自由下落，打在質(zhì)量為M木樁上，重錘與木樁一起下沉距離為S。求木樁在下沉過程中受到平均阻力。

第4頁思緒點(diǎn)撥研究對象：重錘過程分析：自由落下(第一個(gè)過程)選取規(guī)律：機(jī)械能守恒選取狀態(tài)：靜止下落為初態(tài)，剛接觸木樁是終態(tài)。建立方程：mv12/2=mgHv1=過程分析：(第二個(gè)過程）碰撞研究對象：重錘與木樁選取規(guī)律：動量守恒選取狀態(tài)：碰撞前后建立方程：mv1=（m+M）v2v2=mv1/（m+M）第5頁分析第三個(gè)過程研究對象：重錘與木樁適用規(guī)律：動能定理過程分析：重力做正功，阻力做負(fù)功。狀態(tài)選?。号鲎矂偨Y(jié)束是初態(tài)下沉S為終態(tài)。建立方程：（m+M）gS-fS=0-（m+M）v22/2f=(m+M)g+問題：上述三個(gè)過程能否合并為一個(gè)過程用動能定理求解？為何？第6頁例題三繩長1m，能承受最大拉力為14N，繩上端固定，下端系著質(zhì)量為1kg小球，要把繩拉斷，在最低點(diǎn)最少應(yīng)給小球以多大沖量？研究對象：小球適用規(guī)律：牛頓運(yùn)動定律。狀態(tài)選?。鹤畹忘c(diǎn)。建立方程：N-mg=mv2/L14-10=v2/1v=2m/sI=mv=2kgm/s第7頁例題四如圖所表示，A、B兩物體質(zhì)量之比為mA:mB=3:2，原來靜止在平板車C上，A、B間有一根被壓縮了彈簧，A、B與平板車上表面間動摩擦因數(shù)相同，地面光滑，當(dāng)彈簧突然釋放后，則有：A.A、B系統(tǒng)動量守恒B.A、B、C系統(tǒng)動量守恒C.小車向左運(yùn)動D.小車向右運(yùn)動

第8頁思緒點(diǎn)撥整體分析：A、B、C系統(tǒng)動量守恒。（總動量等于零）分析A與B：fa:fb=3:2，fa向右，fb向左，二者協(xié)力向右。外力對A與B系統(tǒng)沖量向右，A與B系統(tǒng)動量向右，所以C動量向左。第9頁例題五氣球質(zhì)量為200kg，載有質(zhì)量為50kg人，靜止在空中距地面20m高處，氣球下懸一根質(zhì)量可忽略不計(jì)繩子，此人想從氣球上沿繩滑到地面，則此繩最少應(yīng)多長？第10頁思緒點(diǎn)撥研究對象：適用規(guī)律：過程分析：狀態(tài)選?。航⒎匠蹋喝伺c氣球動量守恒，因合外力等于零只考慮初終兩狀態(tài)，無須考慮過程。靜止時(shí)為初態(tài)，著地時(shí)為終態(tài)。M人V人=M球V球兩邊乘Δt得:(Δt極?。㎝人V人Δt

=M球V球Δt……把全部方程相加得M人S人=M球S球繩長L=S人+S球=20+5=25m由圖可知第11頁例題六在水平地面上平鋪n塊磚，每塊磚質(zhì)量為m，厚度為h，如圖所表示，現(xiàn)將這些磚一塊一塊全部疊放起來，問最少要做多少功？

第12頁思緒點(diǎn)撥研究對象：全部磚塊。適用規(guī)律：功效關(guān)系。過程分析：外力做功使磚塊勢能增加。狀態(tài)選?。浩戒仌r(shí)是初態(tài)，疊放后是終態(tài)。建立方程：W外=Ep2-Ep1=nmgnh/2-nmgh/2=nmgh(n-1)/2第13頁思緒拓展把一個(gè)質(zhì)量為M邊長為L正方體翻倒最少要做多少功？分析：把正方體翻倒時(shí)它重心必升高。有兩種方式可把正方體翻倒，一個(gè)是繞底邊翻倒，另一個(gè)是繞底面一個(gè)頂點(diǎn)翻倒。哪一個(gè)翻倒方式做功少呢？原重心高度為L/2，翻倒過程重心最大高度為假如繞一個(gè)頂點(diǎn)翻倒重心最大高度為外力最少做功W=MgL第14頁例題七如圖所表示均勻鐵鏈全長為L，桌面邊緣下垂部分長為L1，其余部分靜止在光滑水平桌面上?，F(xiàn)釋放鐵鏈，問：當(dāng)鐵鏈剛滑離桌面時(shí)它速度是多大？

第15頁思緒點(diǎn)撥研究對象：整個(gè)鐵鏈。適用規(guī)律：機(jī)械能守恒。過程分析：只要選取初、終兩狀態(tài)，與中間過程無關(guān)。狀態(tài)選取：開始下滑時(shí)初態(tài)，滑離桌面時(shí)是終態(tài)。建立方程：Ep1+0=Ep2+Ek2以何處為零勢能？Ep1=-M1gL1/2,Ep2=-MgL/2Ek2=MgL/2-M1gL1/2MgV2/2=(ML-M1L1)g/2M1L1=ML21/LV=第16頁例題八游樂場中過山車由許多節(jié)完全相同車廂組成，列車先沿光滑水平軌道行駛，然后滑上固定在豎直平面內(nèi)半徑為R光滑園形軌道，以下列圖所表示。若列車全長為L，（L＞2πR），R遠(yuǎn)大于每節(jié)車箱長度和高度。則列車行駛到園形軌道時(shí)速度最少多大才能使整個(gè)列車安全經(jīng)過園軌道？

第17頁思緒點(diǎn)撥研究對象：先研究整體，后研究最高點(diǎn)車廂。適用規(guī)律：先機(jī)械能守恒，后用牛頓定律。過程分析：最高點(diǎn)車廂重力作為向心力。狀態(tài)選?。很囋谒矫嫔鲜浅鯌B(tài)園軌道中充滿車廂時(shí)是終態(tài)。建立方程：最高點(diǎn)車廂mg=mv2/Rv=

應(yīng)注意到各車廂速度均為機(jī)械能守恒：MV02/2=Mv2/2+Ep2，Ep2怎么求？M2=(M/L)2πR,重心高度h=R,Ep2=(M/L)2πR2gMV02/2=MgR/2+(M/L)2πR2g

V0=第18頁例題九如圖所表示長木板放在光滑水平面上，木板長為L=3m，質(zhì)量M=3kg，在木板右端放有一質(zhì)量m=2kg、大小可忽略物塊。對木板施加一大小為12N水平恒力F，使物塊和木板從靜止開始運(yùn)動，已知物塊與板間動摩擦力為3N，求物塊運(yùn)動多長時(shí)間恰好滑到板左端？在此時(shí)間內(nèi)恒力F做多少功？

第19頁思緒點(diǎn)撥研究對象：隔離分析M和m。適用規(guī)律：牛頓運(yùn)動定律。過程分析：M和m均作勻變速運(yùn)動。狀態(tài)選取：靜止時(shí)為初態(tài)m滑到M左端時(shí)為終態(tài)。建立方程：對ma1=1.5m/s2,s1=1.5t2/2對Ma2=3m/s2S2=3t2/2,由圖知：s2=s1+L,t=2s.WF=Fs2=72j第20頁例題十某物體以初動能從傾角為θ=37°斜面底端A點(diǎn)沿斜面上滑，經(jīng)過B點(diǎn)到C點(diǎn)時(shí)動能為零。從C點(diǎn)下滑到AB中點(diǎn)D時(shí)，動能與上滑經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)動能相等，如圖示。已知AB=S，物體與斜面間動摩擦因數(shù)為μ=0.5，求BC長。

第21頁思緒點(diǎn)撥研究對象：物體。適用規(guī)律：動能定理。過程分析：重力與摩擦力做功。建立方程：從A到C-fs1-mgs1sin37°=0-mv20/2,f=0.4mg,2gs1=v02從A到B，-fs-0.6mgs=mvb2/2-mv02/2mvb2/2=mg(s1-s)=mgbc從C到D，（0.6mg-f)(bc+s/2)=mvb2/2-0=mg(s1-s)0.2mg(bc+s/2)=mgbc,bc=s/8第22頁練習(xí)一質(zhì)量m=1kg物體，以V0=22m/s初速度豎直向上拋出，上升最大高度是20m,若運(yùn)動過程中空氣阻力保持不變，請用動能定理計(jì)算：（1）空氣阻力

（2）落回起拋點(diǎn)時(shí)速度。(g=10m/s2)

第23頁解答上升過程，-（mg+f）S=0-mV02/2f=2.1N下落過程，（mg-f）=mV2/2-0V=17.8m/s第24頁練習(xí)二右圖示沖擊擺質(zhì)量是2.8kg，擺長為L=0.4m，彈丸質(zhì)量=200g，彈丸水平打入擺中沒穿出，擺恰在豎直平面內(nèi)作園周運(yùn)動。求：（1）彈丸打入擺時(shí)速度

（2）系統(tǒng)損失機(jī)械能。

第25頁解答最高點(diǎn)重力作為向心力，V=2m/s動量守恒mV0=(M+m)V1機(jī)械能守恒第26頁練習(xí)三

下列圖所表示，質(zhì)量為m=0.4kg木塊以2m/s速度水平地滑上靜止在光滑水平地面上小車,車質(zhì)量為M=1.6kg,木塊與小車間動摩擦因數(shù)μ=0.2,當(dāng)木塊與小車相對靜止時(shí),小車和木塊所組成系統(tǒng)損失機(jī)械能是多少?小車和木塊相互作用時(shí)間是多少?第27頁解答動量守恒MV0=(M=m)V1,V1=0.4m/sE損=mv02/2-(M+m)V12/2=0.64Jf=μmg=0.8N,a=0.5m/s2V=at,t=0.8s

第28頁練習(xí)四一水平光滑軌道連接一個(gè)半園形光滑軌道,軌道半徑R=0.50m,小球m以15m/s速度與靜止在半園形軌道下端球M作對心碰撞后以5m/s速度反彈回來.(1)

要使M碰撞后恰能沿半園軌道運(yùn)動到最高點(diǎn),求兩球質(zhì)量之比m:M=?

（2）在上述條件下,球M落回到水平面上位置到半園形軌道下端距離是多少?第29頁解答動量守恒，m×15=m×(-5)+MV1MV1=20m機(jī)械能守恒MV12/2=Mg×2R+MV高2/2，V1=5m/s5M=20m,m/M=1/4M作平拋運(yùn)動，X=V高t第30頁練習(xí)五圖示木板A長為L，質(zhì)量為M，A靜止在光滑水平面上，有一質(zhì)量為m小木塊B以水平面速度V0滑入木板A左端。A與B之間動摩擦因數(shù)為μ，B可視為質(zhì)點(diǎn)，問：（1）A和B加速度各是多少？（2）假如最終B恰好抵達(dá)A右端不落下，則V0大小是多少？

第31頁解答aB=μgμmg=MaA,aA=μmg/MmV0=(M+m)VE損=mV02/2-(M+m)V2/2=MmV02/2(M+m)E損=μmgL相對，L相對=L第32頁練習(xí)六如圖所表示，質(zhì)量是2.0kg小車放在光滑水平面上，在小車右端放一質(zhì)量為1.0kg小物塊，物塊與小車間動摩擦因數(shù)為0.5，物塊與小車同時(shí)分別受到水平向左F1=6.0N拉力和水平向右拉力F2=9.0N，經(jīng)0.4s同時(shí)撤去兩力，為使物塊不從小車上滑下，求小車最少有多長？

第33頁解答a1=1m/s2,S1=a1t2/2=0.08m,V1=0.4m/s.a2=2m/s2,S2=a2t2/2=0.16m,V2=0.8m/s.撤去外力后動量守恒MV2-mV1=(M+m)V,V=0.4m/s(向右)E損=mv12/2+MV22/2-(M+m)V2/2=0.48JE損=μmgS相對S相對=0.096mL=S1+S2+S相對=0.336m第34頁練習(xí)七如圖所表示，質(zhì)量為M長為L木板放在傾角為θ光滑斜面上，（1）為使木板靜止在斜面上，質(zhì)量為m人應(yīng)在木板上以多大加速度跑動？方向怎樣？（設(shè)腳與木板間不打滑）（2）為使人與斜面保持相對靜止，人在木板上跑動時(shí)木板加速度是多大？

第35頁解答（1）先研究木板Mgsinθ=f人對板再研究人mgsinθ+f板對人=ma,a=(M+m)gsinθ/m（2）先研究人mgsinθ=f板對人

再研究板Mgsinθ+f人對板=Ma2a2=(M+m)gsinθ/M,方向沿斜面向下第36頁練習(xí)八如圖所表示，甲乙兩小孩各乘一輛冰車在山坡前水平冰道上游戲。甲和他冰車總質(zhì)量m1=40kg，從山坡上自由下滑到水平面冰道上時(shí)速度v1=3m/s，乙和他冰車總質(zhì)量m2=60kg。乙以大小為v2=0.5m/s速度迎著甲滑來，與甲相碰，不計(jì)一切摩擦，小車也不直接接觸。問：相碰時(shí)甲對乙施加推力做功在什么范圍內(nèi)，才能使兩小車分開而且以后在原直線上運(yùn)動時(shí)甲、乙兩人不再相碰。（山坡與水平冰道連接處為園弧,且乙不推車）

第37頁解答動量守恒（向右為正）40×3-60×0.5