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新教材适用2024版高考物理一轮总复习第6章动量和动量守恒定律专题强化6力学三大观点的综合应用课件
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这是一份新教材适用2024版高考物理一轮总复习第6章动量和动量守恒定律专题强化6力学三大观点的综合应用课件，共30页。PPT课件主要包含了答案75s等内容，欢迎下载使用。
专题强化六 力学三大观点的综合应用
一、解动力学问题的三个基本观点
二、动量观点和能量观点的比较
三、利用动量和能量的观点解题的技巧(1)若研究对象为一个系统，应优先考虑应用动量守恒定律和能量守恒定律(机械能守恒定律)。(2)若研究对象为单一物体，且涉及功和位移问题时，应优先考虑动能定理。(3)若研究过程涉及时间，一般考虑用动量定理或运动学公式。(4)因为动量守恒定律、能量守恒定律(机械能守恒定律)、动能定理都只考查一个物理过程的始末两个状态有关物理量间的关系，对过程的细节不予细究，这正是它们的方便之处。特别对于变力做功问题，就更显示出它们的优越性。
1．动力学方法的应用若一个物体参与了多个运动过程，而运动过程只涉及运动和力的问题或只要求分析物体的动力学特点而不涉及能量问题，则常常用牛顿运动定律和运动学规律求解。
(2023·河南高三模拟)如图所示，三角形传送带以v＝7 m/s的速度顺时针匀速转动，传送带两边倾斜部分的长度均为L＝9 m，且与水平方向夹角均为θ＝37°。现有两个质量均为m＝1 kg的可视为质点的物体A、B，从传送带顶端处均以v0＝1 m/s的初速度分别沿传送带左、右两边下滑，两物体与传送带间的动摩擦因数均为μ＝0.75。已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，求A、B两物体到达传送带底端的时间差。
2．能量观点的应用若一个物体参与了多个运动过程，若该过程涉及能量转化问题，并且具有功能关系的特点，则往往用动能定理、能量守恒定律求解。
(2023·广东佛山模拟预测)如图所示，粗糙水平面AB与竖直面内的光滑半圆形轨道在B点平滑相接，一质量为m的小滑块(可视为质点)将弹簧压缩至A点后由静止释放，经过B点后恰好能通过最高点C作平抛运动。已知：半圆形轨道半径R＝0.4 m，小滑块的质量m＝0.1 kg，小滑块与轨道AB间的动摩擦因数μ＝0.2，AB的长度L＝20 m，重力加速度取10 m/s2。求：(1)小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小；(2)弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能；(3)若仅改变AB的长度L，其他不变，滑块在半圆轨道运动时不脱离轨道，求出L的可能值。
(3)当小滑块恰好能通过最高点C作平抛运动时，AB的长度为20 m，当滑块运动到与圆心O等高时速度为零，设此时AB之间的距离为L1，从A到与圆心等高位置，根据能量守恒定律可得Ep＝μmgL1＋mgR，解得L1＝23 m。物块恰好达到B点，根据能量守恒定律可得Ep＝μmgL2，解得L2＝25 m。故要使滑块在半圆轨道运动时不脱离轨道，则L≤20 m或23 m≤L<25 m。[答案] (1)6 N (2)5 J (3)L≤20 m或23 m≤L<25 m
3．力学三大观点的综合应用这类模型各阶段的运动过程具有独立性，只要对不同过程分别选用相应规律即可，两个相邻的过程连接点的速度是联系两过程的纽带。
(2022·全国乙卷)如图(a)，一质量为m的物块A与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上；物块B向A运动，t＝0时与弹簧接触，到t＝2t0时与弹簧分离，第一次碰撞结束，A、B的v-t图像如图(b)所示。已知从t＝0到t＝t0时间内，物块A运动的距离为0.36v0t0。A、B分离后，A滑上粗糙斜面，然后滑下，与一直在水平面上运动的B再次碰撞，之后A再次滑上斜面，达到的最高点与前一次相同。斜面倾角为θ(sin θ＝0.6)，与水平面光滑连接。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内。求：(1)第一次碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值；(2)第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值；(3)物块A与斜面间的动摩擦因数。
(2)由图像知0～t0内物块B与物块A的位移差等于弹簧的最大压缩量，也就是题图中该段时间物块A、B图像所夹面积，物块A在0～t0时间内的位移SA＝0.36v0t0，即为0～t0内，v－t图像中A线与t轴所夹面积。0～t0过程，由动量守恒有mvA＋5mvB＝(m＋5m)v0，结合运动学知识有mSA＋5mSB＝6mv0t0，解得SB＝1.128v0t0(B在0～t0内的位移)，最大压缩量为X＝SB－SA＝1.128v0t0－0.36v0t0＝0.768v0t0；
〔专题强化训练〕1．(2023·四川成都高三模拟)在北京冬奥会中，中国健儿取得了出色的成绩。某次训练中，运动员将质量为19.1 kg的冰壶甲以某一速度掷出，冰壶在向前运动过程中，碰到了对方的静止冰壶乙，冰壶乙在运动0.2 m后停下。已知比赛双方所用冰壶完全相同，冰壶与冰面的动摩擦因数为0.01，当地重力加速度约为10 m/s2。假设两冰壶的碰撞为一维碰撞，且不计碰撞的能量损失，则冰壶甲在碰前的速度约为( )A．2.0 m/s B.0.2 m/sC．1.0 m/s D.0.1 m/s
2．(2023·合肥高三阶段练习)如图所示，物体甲与物体丙通过不可伸长的轻绳跨过光滑的轻质定滑轮连接，物体丙离地面的高度为H。物体甲置于物体乙的最左端，甲与乙之间的动摩擦因数为μ(μ<1)。桌面光滑，物体乙离定滑轮足够远。开始时控制物体甲和乙，使三个物体均处于静止状态。现撤去控制，物体丙从静止开始下落，直至落地，此过程中物体甲与乙始终接触。已知物体甲、乙、丙的质量分别为m、2m、3m，重力加速度为g。求：(1)撤去控制前，轻绳对滑轮作用力的大小；(2)撤去控制后，物体丙下落过程中，甲物体受到的拉力。
3．(2022·河北卷)如图，光滑水平面上有两个等高的滑板A和B，质量分别为1 kg和2 kg，A右端和B左端分别放置物块C、D，物块质量均为1 kg，A和C以相同速度v0＝10 m/s向右运动，B和D以相同速度kv0向左运动，在某时刻发生碰撞，作用时间极短，碰撞后C与D粘在一起形成一个新滑块，A与B粘在一起形成一个新滑板，物块与滑板之间的动摩擦因数均为μ＝0.1。重力加速度大小取g＝10 m/s2。(1)若0
专题强化六 力学三大观点的综合应用
一、解动力学问题的三个基本观点
二、动量观点和能量观点的比较
三、利用动量和能量的观点解题的技巧(1)若研究对象为一个系统，应优先考虑应用动量守恒定律和能量守恒定律(机械能守恒定律)。(2)若研究对象为单一物体，且涉及功和位移问题时，应优先考虑动能定理。(3)若研究过程涉及时间，一般考虑用动量定理或运动学公式。(4)因为动量守恒定律、能量守恒定律(机械能守恒定律)、动能定理都只考查一个物理过程的始末两个状态有关物理量间的关系，对过程的细节不予细究，这正是它们的方便之处。特别对于变力做功问题，就更显示出它们的优越性。
1．动力学方法的应用若一个物体参与了多个运动过程，而运动过程只涉及运动和力的问题或只要求分析物体的动力学特点而不涉及能量问题，则常常用牛顿运动定律和运动学规律求解。
(2023·河南高三模拟)如图所示，三角形传送带以v＝7 m/s的速度顺时针匀速转动，传送带两边倾斜部分的长度均为L＝9 m，且与水平方向夹角均为θ＝37°。现有两个质量均为m＝1 kg的可视为质点的物体A、B，从传送带顶端处均以v0＝1 m/s的初速度分别沿传送带左、右两边下滑，两物体与传送带间的动摩擦因数均为μ＝0.75。已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，求A、B两物体到达传送带底端的时间差。
2．能量观点的应用若一个物体参与了多个运动过程，若该过程涉及能量转化问题，并且具有功能关系的特点，则往往用动能定理、能量守恒定律求解。
(2023·广东佛山模拟预测)如图所示，粗糙水平面AB与竖直面内的光滑半圆形轨道在B点平滑相接，一质量为m的小滑块(可视为质点)将弹簧压缩至A点后由静止释放，经过B点后恰好能通过最高点C作平抛运动。已知：半圆形轨道半径R＝0.4 m，小滑块的质量m＝0.1 kg，小滑块与轨道AB间的动摩擦因数μ＝0.2，AB的长度L＝20 m，重力加速度取10 m/s2。求：(1)小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小；(2)弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能；(3)若仅改变AB的长度L，其他不变，滑块在半圆轨道运动时不脱离轨道，求出L的可能值。
(3)当小滑块恰好能通过最高点C作平抛运动时，AB的长度为20 m，当滑块运动到与圆心O等高时速度为零，设此时AB之间的距离为L1，从A到与圆心等高位置，根据能量守恒定律可得Ep＝μmgL1＋mgR，解得L1＝23 m。物块恰好达到B点，根据能量守恒定律可得Ep＝μmgL2，解得L2＝25 m。故要使滑块在半圆轨道运动时不脱离轨道，则L≤20 m或23 m≤L<25 m。[答案] (1)6 N (2)5 J (3)L≤20 m或23 m≤L<25 m
3．力学三大观点的综合应用这类模型各阶段的运动过程具有独立性，只要对不同过程分别选用相应规律即可，两个相邻的过程连接点的速度是联系两过程的纽带。
(2022·全国乙卷)如图(a)，一质量为m的物块A与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上；物块B向A运动，t＝0时与弹簧接触，到t＝2t0时与弹簧分离，第一次碰撞结束，A、B的v-t图像如图(b)所示。已知从t＝0到t＝t0时间内，物块A运动的距离为0.36v0t0。A、B分离后，A滑上粗糙斜面，然后滑下，与一直在水平面上运动的B再次碰撞，之后A再次滑上斜面，达到的最高点与前一次相同。斜面倾角为θ(sin θ＝0.6)，与水平面光滑连接。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内。求：(1)第一次碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值；(2)第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值；(3)物块A与斜面间的动摩擦因数。
(2)由图像知0～t0内物块B与物块A的位移差等于弹簧的最大压缩量，也就是题图中该段时间物块A、B图像所夹面积，物块A在0～t0时间内的位移SA＝0.36v0t0，即为0～t0内，v－t图像中A线与t轴所夹面积。0～t0过程，由动量守恒有mvA＋5mvB＝(m＋5m)v0，结合运动学知识有mSA＋5mSB＝6mv0t0，解得SB＝1.128v0t0(B在0～t0内的位移)，最大压缩量为X＝SB－SA＝1.128v0t0－0.36v0t0＝0.768v0t0；
〔专题强化训练〕1．(2023·四川成都高三模拟)在北京冬奥会中，中国健儿取得了出色的成绩。某次训练中，运动员将质量为19.1 kg的冰壶甲以某一速度掷出，冰壶在向前运动过程中，碰到了对方的静止冰壶乙，冰壶乙在运动0.2 m后停下。已知比赛双方所用冰壶完全相同，冰壶与冰面的动摩擦因数为0.01，当地重力加速度约为10 m/s2。假设两冰壶的碰撞为一维碰撞，且不计碰撞的能量损失，则冰壶甲在碰前的速度约为( )A．2.0 m/s B.0.2 m/sC．1.0 m/s D.0.1 m/s
2．(2023·合肥高三阶段练习)如图所示，物体甲与物体丙通过不可伸长的轻绳跨过光滑的轻质定滑轮连接，物体丙离地面的高度为H。物体甲置于物体乙的最左端，甲与乙之间的动摩擦因数为μ(μ<1)。桌面光滑，物体乙离定滑轮足够远。开始时控制物体甲和乙，使三个物体均处于静止状态。现撤去控制，物体丙从静止开始下落，直至落地，此过程中物体甲与乙始终接触。已知物体甲、乙、丙的质量分别为m、2m、3m，重力加速度为g。求：(1)撤去控制前，轻绳对滑轮作用力的大小；(2)撤去控制后，物体丙下落过程中，甲物体受到的拉力。
3．(2022·河北卷)如图，光滑水平面上有两个等高的滑板A和B，质量分别为1 kg和2 kg，A右端和B左端分别放置物块C、D，物块质量均为1 kg，A和C以相同速度v0＝10 m/s向右运动，B和D以相同速度kv0向左运动，在某时刻发生碰撞，作用时间极短，碰撞后C与D粘在一起形成一个新滑块，A与B粘在一起形成一个新滑板，物块与滑板之间的动摩擦因数均为μ＝0.1。重力加速度大小取g＝10 m/s2。(1)若0
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