08-专题二 能量与动量-微专题三 力学三大观点的综合运用-2025年高考物理二轮复习课件（含讲义）

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角度1 动力学与能量综合
角度2 动量与能量综合
角度3 动力学、动量与能量综合解答规范
一般来说,用动量观点和能量观点比用动力学的观点解题简便,因此在解题时优先选用这两种观点;但在涉及加速度问题时就必须用动力学的观点.有些问题,用到的观点不止一个,特别像高考中的一些综合题,常用动量观点和能量观点联合求解,或用动量观点与动力学观点联合求解,有时甚至三种观点都采用才能求解.
(3) 弹簧的最大弹性势能.
(1) 求小物块与小球碰撞前瞬间，小物块的速度大小.
(2) 求小物块与小球碰撞过程中，两者构成的系统损失的总动能.
1. [2023·江苏卷] 如图所示,滑雪道AB由坡道和水平道组成,且平滑连接,坡道倾角均为45°.平台BC与缓冲坡CD相连.若滑雪者从P点由静止开始下滑时,恰好到达B点.滑雪者现从A点由静止开始下滑,从B点飞出.已知A、P间的距离为d,滑雪者与滑道间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g,不计空气阻力.(1)求滑雪者运动到P点的时间t;
1. [2023·江苏卷] 如图所示,滑雪道AB由坡道和水平道组成,且平滑连接,坡道倾角均为45°.平台BC与缓冲坡CD相连.若滑雪者从P点由静止开始下滑时,恰好到达B点.滑雪者现从A点由静止开始下滑,从B点飞出.已知A、P间的距离为d,滑雪者与滑道间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g,不计空气阻力.(2)求滑雪者从B点飞出的速度大小v;
1. [2023·江苏卷] 如图所示,滑雪道AB由坡道和水平道组成,且平滑连接,坡道倾角均为45°.平台BC与缓冲坡CD相连.若滑雪者从P点由静止开始下滑时,恰好到达B点.滑雪者现从A点由静止开始下滑,从B点飞出.已知A、P间的距离为d,滑雪者与滑道间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g,不计空气阻力.(3)若滑雪者能着陆在缓冲坡CD上,求平台BC的最大长度L.
2. [2023·湖南卷] 如图,质量为M的匀质凹槽放在光滑水平地面上,凹槽内有一个半椭圆形的光滑轨道,椭圆的半长轴和半短轴分别为a和b,长轴水平,短轴竖直.质量为m的小球,初始时刻从椭圆轨道长轴的右端点由静止开始下滑.以初始时刻椭圆中心的位置为坐标原点,在竖直平面内建立固定于地面的直角坐标系xOy,椭圆长轴位于x轴上.整个过程凹槽不翻转,重力加速度为g.(1)小球第一次运动到轨道最低点时,求凹槽的速度大小以及凹槽相对于初始时刻运动的距离;
2. [2023·湖南卷] 如图,质量为M的匀质凹槽放在光滑水平地面上,凹槽内有一个半椭圆形的光滑轨道,椭圆的半长轴和半短轴分别为a和b,长轴水平,短轴竖直.质量为m的小球,初始时刻从椭圆轨道长轴的右端点由静止开始下滑.以初始时刻椭圆中心的位置为坐标原点,在竖直平面内建立固定于地面的直角坐标系xOy,椭圆长轴位于x轴上.整个过程凹槽不翻转,重力加速度为g.(2)在平面直角坐标系xOy中,求出小球运动的轨迹方程;
3.如图所示,光滑水平面的左侧是倾角为37°的粗糙斜面,右侧是半径为0.7 m的竖直半圆形光滑轨道.可看作质点的物块A、B放在水平面上,两者用细线相连,A、B间有一压缩弹簧.某时刻烧断细线,A、B被弹簧弹开,物块A向左运动滑上斜面,沿斜面上升的最大高度是0.6 m.物块B向右运动进入半圆轨道,离开半圆轨道最高点后又落在水平面上.已知物块A质量为物块B质量的2倍,物块A与斜面间的动摩擦因数为0.25,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8.求:(1)物块A被弹簧弹开时获得的初速度大小;
[答案] 4 m/s　
3.如图所示,光滑水平面的左侧是倾角为37°的粗糙斜面,右侧是半径为0.7 m的竖直半圆形光滑轨道.可看作质点的物块A、B放在水平面上,两者用细线相连,A、B间有一压缩弹簧.某时刻烧断细线,A、B被弹簧弹开,物块A向左运动滑上斜面,沿斜面上升的最大高度是0.6 m.物块B向右运动进入半圆轨道,离开半圆轨道最高点后又落在水平面上.已知物块A质量为物块B质量的2倍,物块A与斜面间的动摩擦因数为0.25,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8.求:(2)物块B经过半圆轨道最高点时所受弹力与其重力之比;
3.如图所示,光滑水平面的左侧是倾角为37°的粗糙斜面,右侧是半径为0.7 m的竖直半圆形光滑轨道.可看作质点的物块A、B放在水平面上,两者用细线相连,A、B间有一压缩弹簧.某时刻烧断细线,A、B被弹簧弹开,物块A向左运动滑上斜面,沿斜面上升的最大高度是0.6 m.物块B向右运动进入半圆轨道,离开半圆轨道最高点后又落在水平面上.已知物块A质量为物块B质量的2倍,物块A与斜面间的动摩擦因数为0.25,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8.求:(3)物块B经过半圆轨道后落到水平面上的落点与半圆轨道最高点的水平距离.
[答案] 1 m/s　0.125 m　
[答案] 10 m/s　31.2 N　
6. [2023·浙江1月选考] 一游戏装置竖直截面如图所示,该装置由固定在水平地面上倾角θ=37°的直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE、倾角θ=37°的直轨道EF、水平直轨道FG组成,除FG段外各段轨道均光滑,且各处平滑连接.螺旋圆形轨道与轨道AB、EF相切于B(E)处.凹槽GHIJ底面HI水平光滑,上面放有一无动力摆渡车,并紧靠在竖直侧壁GH处,摆渡车上表面与直轨道FG、平台JK位于同一水平面.已知螺旋圆形轨道半径R=0.5 m,B点高度为1.2R,FG长度LFG=2.5 m,HI长度L0=9 m,摆渡车长度L=3 m、质量m=1 kg.将一质量也为m的滑块从倾斜轨道AB上高度h=2.3 m处静止释放,滑块在FG段运动时的阻力为其重力的0.2倍.(摆渡车碰到竖直侧壁IJ立即静止,滑块视为质点,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8)(1)求滑块过C点的速度大小vC和轨道对滑块的作用力大小FC;
[答案] 4 m/s　22 N　
6. [2023·浙江1月选考] 一游戏装置竖直截面如图所示,该装置由固定在水平地面上倾角θ=37°的直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE、倾角θ=37°的直轨道EF、水平直轨道FG组成,除FG段外各段轨道均光滑,且各处平滑连接.螺旋圆形轨道与轨道AB、EF相切于B(E)处.凹槽GHIJ底面HI水平光滑,上面放有一无动力摆渡车,并紧靠在竖直侧壁GH处,摆渡车上表面与直轨道FG、平台JK位于同一水平面.已知螺旋圆形轨道半径R=0.5 m,B点高度为1.2R,FG长度LFG=2.5 m,HI长度L0=9 m,摆渡车长度L=3 m、质量m=1 kg.将一质量也为m的滑块从倾斜轨道AB上高度h=2.3 m处静止释放,滑块在FG段运动时的阻力为其重力的0.2倍.(摆渡车碰到竖直侧壁IJ立即静止,滑块视为质点,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8)(2)摆渡车碰到IJ前,滑块恰好不脱离摆渡车,求滑块与摆渡车之间的动摩擦因数μ;
6. [2023·浙江1月选考] 一游戏装置竖直截面如图所示,该装置由固定在水平地面上倾角θ=37°的直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE、倾角θ=37°的直轨道EF、水平直轨道FG组成,除FG段外各段轨道均光滑,且各处平滑连接.螺旋圆形轨道与轨道AB、EF相切于B(E)处.凹槽GHIJ底面HI水平光滑,上面放有一无动力摆渡车,并紧靠在竖直侧壁GH处,摆渡车上表面与直轨道FG、平台JK位于同一水平面.已知螺旋圆形轨道半径R=0.5 m,B点高度为1.2R,FG长度LFG=2.5 m,HI长度L0=9 m,摆渡车长度L=3 m、质量m=1 kg.将一质量也为m的滑块从倾斜轨道AB上高度h=2.3 m处静止释放,滑块在FG段运动时的阻力为其重力的0.2倍.(摆渡车碰到竖直侧壁IJ立即静止,滑块视为质点,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8)(3)在(2)的条件下,求滑块从G到J所用的时间t.
7.如图甲所示,平台ON上有一轻质弹簧,其左端固定于竖直挡板上,右端与质量为m=0.5 kg、可看作质点的物块A相接触(不粘连),OP段粗糙且长度等于弹簧原长.PN段光滑,上面有静止的小滑块B、C,mB=1.5 kg,mC=0.5 kg,滑块B、C之间有一轻弹簧刚好处于原长,滑块B与轻弹簧连接,滑块C未连接弹簧,两滑块离N点足够远.物块A开始静止于P点,现对物块施加一个水平向左的外力F,大小随位移x变化关系如图乙所示.物块A向左运动x=0.40 m后撤去外力F,此后物块A向右运动到离开P点时的速度为v0=4 m/s,物块A与滑块B碰撞后粘在一起,碰撞时间极短.滑块C脱离弹簧后滑上倾角为θ=37°的传送带,并刚好到达传送带顶端.已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.50,水平面MN右端N处与倾斜传送带平滑连接,传送带以恒定速度v=1 m/s顺时针转动,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8.求:(1)物块A与滑块B碰撞前克服摩擦力做的功;
7.如图甲所示,平台ON上有一轻质弹簧,其左端固定于竖直挡板上,右端与质量为m=0.5 kg、可看作质点的物块A相接触(不粘连),OP段粗糙且长度等于弹簧原长.PN段光滑,上面有静止的小滑块B、C,mB=1.5 kg,mC=0.5 kg,滑块B、C之间有一轻弹簧刚好处于原长,滑块B与轻弹簧连接,滑块C未连接弹簧,两滑块离N点足够远.物块A开始静止于P点,现对物块施加一个水平向左的外力F,大小随位移x变化关系如图乙所示.物块A向左运动x=0.40 m后撤去外力F,此后物块A向右运动到离开P点时的速度为v0=4 m/s,物块A与滑块B碰撞后粘在一起,碰撞时间极短.滑块C脱离弹簧后滑上倾角为θ=37°的传送带,并刚好到达传送带顶端.已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.50,水平面MN右端N处与倾斜传送带平滑连接,传送带以恒定速度v=1 m/s顺时针转动,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8.求:(2)滑块C 刚滑上传送带时的速度大小;
[答案] 1.6 m/s
7.如图甲所示,平台ON上有一轻质弹簧,其左端固定于竖直挡板上,右端与质量为m=0.5 kg、可看作质点的物块A相接触(不粘连),OP段粗糙且长度等于弹簧原长.PN段光滑,上面有静止的小滑块B、C,mB=1.5 kg,mC=0.5 kg,滑块B、C之间有一轻弹簧刚好处于原长,滑块B与轻弹簧连接,滑块C未连接弹簧,两滑块离N点足够远.物块A开始静止于P点,现对物块施加一个水平向左的外力F,大小随位移x变化关系如图乙所示.物块A向左运动x=0.40 m后撤去外力F,此后物块A向右运动到离开P点时的速度为v0=4 m/s,物块A与滑块B碰撞后粘在一起,碰撞时间极短.滑块C脱离弹簧后滑上倾角为θ=37°的传送带,并刚好到达传送带顶端.已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.50,水平面MN右端N处与倾斜传送带平滑连接,传送带以恒定速度v=1 m/s顺时针转动,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8.求:(3)滑块C 滑上传送带到达顶端的过程中,滑块C与传送带之间因摩擦产生的热量.
[答案] 0.536 J
8.如图所示,静止在光滑水平面上总质量为3m的长木板,表面由半径为R的四分之一光滑圆弧面AB和长为2R的水平部分BC组成,水平部分BC和圆弧面的最低点相切,水平部分BC右端有一个固定挡板.一个质量为m的物块在圆弧面上的A点由静止释放,物块滑到圆弧面的最低点时长木板刚好与水平面上的固定挡板相撞,碰撞时间极短,碰撞前后长木板的速度大小不变,方向反向,不计物块的大小和长木板右端挡板的厚度,重力加速度为g.(1)求开始时长木板左侧面与水平面上挡板间的距离;
8.如图所示,静止在光滑水平面上总质量为3m的长木板,表面由半径为R的四分之一光滑圆弧面AB和长为2R的水平部分BC组成,水平部分BC和圆弧面的最低点相切,水平部分BC右端有一个固定挡板.一个质量为m的物块在圆弧面上的A点由静止释放,物块滑到圆弧面的最低点时长木板刚好与水平面上的固定挡板相撞,碰撞时间极短,碰撞前后长木板的速度大小不变,方向反向,不计物块的大小和长木板右端挡板的厚度,重力加速度为g.(2)长木板与挡板碰撞过程中,求挡板对长木板的冲量大小;
8.如图所示,静止在光滑水平面上总质量为3m的长木板,表面由半径为R的四分之一光滑圆弧面AB和长为2R的水平部分BC组成,水平部分BC和圆弧面的最低点相切,水平部分BC右端有一个固定挡板.一个质量为m的物块在圆弧面上的A点由静止释放,物块滑到圆弧面的最低点时长木板刚好与水平面上的固定挡板相撞,碰撞时间极短,碰撞前后长木板的速度大小不变,方向反向,不计物块的大小和长木板右端挡板的厚度,重力加速度为g.(3)若物块与长木板水平部分右端挡板碰撞过程没有机械能损失,要使物块不再滑上圆弧面,物块与长木板水平部分间的动摩擦因数应满足什么条件?