,大一轮复习讲义,专题强化八动力学、,动量,和能量观点在,力学,中的应用,大一轮复习讲义专题强化八动力学、动量,1.,本专题是力学三大观点在力学中的综合应用，高考中本专题将作为计算题,压,轴,题的形式命题,.,2.,学好本专题，可以帮助同学们熟练应用力学三大观点分析和解决综合问题,.,3.,用到的知识、规律和方法有：动力学方法,(,牛顿运动定律、运动学规律,),；,动,量,观点,(,动量定理和动量守恒定律,),；能量观点,(,动能定理、机械能守恒定律,和,能量守恒定律,).,专题解读,1.本专题是力学三大观点在力学中的综合应用，高考中本专题将作,动量与动力学观点的综合应用,1.,解动力学问题的三个基本观点,(1),力的观点：运用牛顿运动定律结合运动学知识解题，可处理匀变速运动问题,.,(2),能量观点：用动能定理和能量守恒观点解题，可处理非匀变速运动问题,.,(3),动量观点：用动量守恒观点解题，可处理非匀变速运动问题,.,2.,力学规律的选用原则,(1),如果要列出各物理量在某一时刻的关系式，可用牛顿第二定律,.,(2),研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时，一般用动量定理,(,涉及时间的问题,),或动能定理,(,涉及位移的问题,),去解决问题,.,题型,一,高考热点,讲透练熟,动量与动力学观点的综合应用1.解动力学问题的三个基本观点题型,(3),若研究的对象为一物体系统，且它们之间有相互作用，一般用动量守恒定律和机械能守恒定律去解决问题，但需注意所研究的问题是否满足守恒的条件,.,(4),在涉及相对位移问题时则优先考虑能量守恒定律，系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量，即转变为系统内能的量,.,(5),在涉及碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象时，需注意到这些过程一般均隐含有系统机械能与其他形式能量之间的转换,.,作用时间都极短，因此用动量守恒定律去解决,.,(3)若研究的对象为一物体系统，且它们之间有相互作用，一般用,例,1,(2018,全国卷,24),汽车,A,在水平冰雪路面上行驶,.,驾驶员发现其正前方停有汽车,B,，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车,B,.,两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图,1,所示，碰撞后,B,车向前滑动了,4.5 m,，,A,车向前滑动了,2.0 m.,已知,A,和,B,的质量分别为,2.0,10,3,kg,和,1.5,10,3,kg,，两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为,0.10,，两车碰撞时间极短，在碰撞后车轮均没有滚动，重力加速度大小,g,10 m/s,2,.,求,：,(1),碰撞后的瞬间,B,车速度的大小,；,图,1,答案,3.0 m,/s,例1(2018全国卷24)汽车A在水平冰雪路面上行驶,解析,设,B,车的质量为,m,B,，碰后加速度大小为,a,B,.,根据牛顿第二定律有,m,B,g,m,B,a,B,式中,是汽车与路面间的动摩擦因数,.,设碰撞后瞬间,B,车速度的大小为,v,B,，碰撞后滑行的距离为,s,B,.,由运动学公式有,v,B,2,2,a,B,s,B,联立,式并利用题给数据得,v,B,3.0 m/s,解析设B车的质量为mB，碰后加速度大小为aB.根据牛顿第二,(2),碰撞前的瞬间,A,车速度的大小,.,答案,4.25 m/,s,解析,设,A,车的质量为,m,A,，碰后加速度大小为,a,A,，根据牛顿第二定律有,m,A,g,m,A,a,A,设碰撞后瞬间,A,车速度的大小为,v,A,，碰撞后滑行的距离为,s,A,，由运动学公式有,v,A,2,2,a,A,s,A,设碰撞前的瞬间,A,车速度的大小为,v,A,.,两车在碰撞过程中动量守恒，有,m,A,v,A,m,A,v,A,m,B,v,B,联立,式并利用题给数据得,v,A,4.25 m/s,(2)碰撞前的瞬间A车速度的大小.答案4.25 m/s解析,图,2,变式,1,(2019,河南示范性高中上学期期终,),如图,2,所示，带有圆管轨道的长轨道水平固定，圆管轨道竖直,(,管内直径可以忽略,),，底端分别与两侧的直轨道相切，圆管轨道的半径,R,0.5 m,，,P,点左侧轨道,(,包括圆管,),光滑，右侧轨道粗糙,.,质量,m,1 kg,的物块,A,以,v,0,10 m,/s,的速度滑入圆管，经过竖直圆管轨道后与直轨道上,P,处静止的质量,M,2 kg,的物块,B,发生碰撞,(,碰撞时间极短,),，碰后物块,B,在粗糙轨道上滑行,18 m,后速度减小为零,.,已知物块,A,、,B,与粗糙轨道间的动摩擦因数均,为,0.1,，取重力加速度大小,g,10 m/,s,2,，物块,A,、,B,均可视为质点,.,求：,图2变式1(2019河南示范性高中上学期期终)如图2所示,(1),物块,A,滑过竖直圆管轨道最高点,Q,时受到管壁的弹力；,答案,150 N,，方向竖直向下,物块,A,在,Q,点时，设轨道对物块,A,的弹力,F,T,向下，由牛顿第二定律可得：,解得,F,T,150 N,，,则物块,A,在,Q,点时轨道对它的弹力大小为,150 N,，方向竖直向下；,(1)物块A滑过竖直圆管轨道最高点Q时受到管壁的弹力；答案,(2),最终物块,A,静止的位置到,P,点的距离,.,答案,2 m,(2)最终物块A静止的位置到P点的距离.答案2 m,则物块,A,反弹后滑入圆管后又滑回,P,点，设最终位置到,P,点的距离为,x,A,，,则：,v,1,2,2,gx,A,解得最终物块,A,静止的位置到,P,点的距离,x,A,2 m,解析,由机械能守恒定律可知，物块,A,与,B,碰前瞬间的速度为,v,0,，物块,A,与,B,碰撞过程，由动量守恒定律：,m,v,0,m,v,1,M,v,2,碰后物块,B,做匀减速运动，由运动学公式：,v,2,2,2,ax,B,F,f,Mg,Ma,解得,v,1,2 m,/s,，,v,2,6 m/,s,则物块A反弹后滑入圆管后又滑回P点，设最终位置到P点的距离为,力学三大观点解决多过程问题,高考热点讲透练熟,题型二,1.,表现形式,(1),直线运动：水平面上的直线运动、斜面上的直线运动、传送带上的直线运动,.,(2),圆周运动：绳模型圆周运动、杆模型圆周运动、拱形桥模型圆周运动,.,(3),平抛运动：与斜面有关的平抛运动、与圆轨道有关的平抛运动,.,2.,应对策略,(1),力的观点解题：要认真分析运动状态的变化，关键是求出加速度,.,(2),两大定理解题：应确定过程的初、末状态的动量,(,动能,),，分析并求出过程中的冲量,(,功,).,(3),过程中动量或机械能守恒：根据题意选择合适的初、末状态，列守恒关系式，一般这两个守恒定律多用于求某状态的速度,(,率,).,力学三大观点解决多过程问题高考热点讲透练熟题型二1.表现形,例,2,(2019,山东省实验中学第二次模拟,),如图,3,所示，有一个可视为质点的质量为,m,1 kg,的小物块，从光滑平台上的,A,点以,v,0,2 m,/s,的初速度水平抛出，到达,C,点时，恰好沿,C,点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端,D,点的质量为,M,3 kg,的长木板,.,已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数,0.3,，圆弧轨道的半径为,R,0.4 m,，,C,点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角,60,，不计空气阻力，,g,取,10 m/,s,2,.,求：,图,3,例2(2019山东省实验中学第二次模拟)如图3所示，有一,(1),小物块到达,C,点时的速度大小；,答案,4 m/s,解析,小,物块到达,C,点时的速度方向与水平方向的夹角为,60,，,(1)小物块到达C点时的速度大小；答案4 m/s解析小物,(2),小物块刚要到达圆弧轨道末端,D,点时对轨道的压力；,答案,60 N,，方向竖直向下,代入数据解得：,F,N,60 N,，,由牛顿第三定律得：,F,N,F,N,60 N,，方向竖直向下,.,(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力；答案6,(3),要使小物块不滑出长木板，木板的长度,L,至少多大,.,答案,2.5 m,解析,若小物块始终在长木板上，当达到共同速度时速度大小为,v,，小物块在木板上滑行的过程中，由动量守恒定律得,m,v,D,(,M,m,),v,解得：,L,2.5 m,(3)要使小物块不滑出长木板，木板的长度L至少多大.答案2,变式,2,(2019,贵州安顺市适应性监测,(,三,),如图,4,所示，半径为,R,的四分之一光滑圆弧轨道竖直固定在水平地面上，下端与水平地面在,P,点相切，一个质量为,2,m,的物块,B,(,可视为质点,),静止在水平地面上，左端固定有水平轻弹簧，,Q,点为弹簧处于原长时的左端点，,P,、,Q,间的距离为,R,，,PQ,段地面粗糙、动摩擦因数,为,0.5,，,Q,点右侧水平地面光滑，现将质量为,m,的物块,A,(,可视为质点,),从圆弧轨道的最高点由静止开始下滑，重力加速度为,g,.,求：,图,4,变式2(2019贵州安顺市适应性监测(三)如图4所示，,(1),物块,A,沿圆弧轨道滑至,P,点时对轨道的压力大小；,答案,3,mg,解析,物块,A,从静止沿圆弧轨道滑至,P,点，设物块,A,在,P,点的速度大小为,v,P,，,在最低点轨道对物块的支持力大小为,F,N,，,联立解得：,F,N,3,mg,，,由牛顿第三定律可知物块对轨道,P,点的压力大小为,3,mg,.,(1)物块A沿圆弧轨道滑至P点时对轨道的压力大小；答案3m,(2),弹簧被压缩的最大弹性势能,(,未超过弹性限度,),；,解析,设物块,A,与弹簧接触前瞬间的速度大小为,v,0,，,当物块,A,、物块,B,具有共同速度,v,时，弹簧的弹性势能最大，由动量守恒定律有：,m,v,0,(,m,2,m,),v,，,(2)弹簧被压缩的最大弹性势能(未超过弹性限度)；解析设物,(3),物块,A,最终停止位置到,Q,点的距离,.,解析,设物块,A,与弹簧分离时，,A,、,B,的速度大小分别为,v,1,、,v,2,，规定向右为正方向，则有,m,v,0,m,v,1,2,m,v,2,，,(3)物块A最终停止位置到Q点的距离.解析设物块A与弹簧分,1.,(2018,全国卷,24),一质量为,m,的烟花弹获得动能,E,后，从地面竖直升空,.,当烟花弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为,E,，且均沿竖直方向运动,.,爆炸时间极短，重力加速度大小为,g,，不计空气阻力和火药的质量,.,求：,(1),烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间；,1,2,3,4,课时精练,限时训练 练规范 练速度,1.(2018全国卷24)一质量为m的烟花弹获得动能E,1,2,3,4,解析,设,烟花弹上升的初速度为,v,0,，由题给条件有,设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用的时间为,t,，由运动学公式有,0,v,0,gt,联立,式得,1234解析设烟花弹上升的初速度为v0，由题给条件有设烟花,1,2,3,4,(2),爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度,.,解析,设爆炸时烟花弹距地面的高度为,h,1,，由机械能守恒定律有,E,mgh,1,火药爆炸后，烟花弹上、下两部分均沿竖直方向运动，设爆炸后瞬间其速度分别为,v,1,和,v,2,.,由题给条件和动量守恒定律,有,1234(2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度.解,1,2,3,4,联立,式得，烟花弹向上运动部分距地面的最大高度为,由,式知，烟花弹两部分的速度方向相反，向上运动部分做竖直上抛运动,.,设爆炸后烟花弹上部分继续上升的高度为,h,2,，由机械能守恒定律有,1234联立式得，烟花弹向上运动部分距地面的最大高度,1,2,3,4,图,1,2.,(2019,河南南阳市上学期期末,),如图,1,所示，水平光滑地面上有两个静止的小物块,A,和,B,(,可视为质点,),，,A,的质量,