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2025高考物理一轮总复习第7章动量和动量守恒定律专题强化9力学三大观点的综合应用课件
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这是一份2025高考物理一轮总复习第7章动量和动量守恒定律专题强化9力学三大观点的综合应用课件，共27页。PPT课件主要包含了核心考点·重点突破等内容，欢迎下载使用。
1．力学三大观点(1)动力学：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：用动量定理和动量守恒观点解题，可处理非匀变速运动问题。
2．三大观点的选用原则(1)动力学观点的选用原则①如果涉及加速度的问题，则一般要用牛顿运动定律。②凡涉及瞬间状态的分析和运动性质的分析，必须要用动力学观点
(2)动量观点的选用原则①对于不涉及物体运动过程中的加速度而涉及物体运动时间的问题，特别对于打击一类的问题，因时间短且冲力随时间变化，应用动量定理求解，即Ft＝mv－mv0。②对于碰撞、爆炸、反冲问题，若只涉及初、末速度而不涉及力、时间，应用动量守恒定律求解。
(3)能量观点的选用原则①对于不涉及物体运动过程中的加速度和时间问题，无论是恒力做功还是变力做功，一般都利用动能定理求解。②如果物体只有重力和弹簧弹力做功而又不涉及运动过程中的加速度和时间问题，则采用机械能守恒定律求解。
►考向1 动量与能量观点的综合应用 (2023·云南昆明阶段练习)如图所示，A物块固定在水平面上，其上表面是半径为R的光滑四分之一圆弧；B是质量为mB的带四分之一圆弧和水平板的物块，其圆弧半径也为R、上表面光滑，水平部分长为L、上表面粗糙。B物块放在光滑水平面上，B物块左端与A物块右端等高且无缝对接不粘连。现将一质量为m1的小滑块1从A物块最高点由静止释放，与另一静止在B物块左端的质量为m2的滑块2发生弹性碰撞，碰后滑块1瞬间被锁定在A物块上。已知R＝0.2 m，L＝0.5 m，m1＝0.3 kg，m2＝0.1 kg，mB＝0.2 kg，A、B均可视为质点，重力加速度g取10 m/s2。
(1)求碰后瞬间滑块2的速度大小；(2)若物块B被锁定在光滑水平面上，滑块2沿B物块上表面恰好能滑到B物块顶端，求滑块2与B物块水平部分上表面间的动摩擦因数；(3)若物块B未被锁定在光滑水平面上，求滑块2在物块B上能上升的最大高度及其最终的速度大小。
滑块2沿物块B滑到最高点后，接下来相对B往下滑，假设最终相对物块B静止，系统水平方向动量守恒有m2v2＝(m2＋mB)v′对全程滑上再滑下到相对静止，由能量关系得
[答案] (1)3 m/s (2)0.5 (3)0.05 m 1 m/s
►考向2 力学三大观点的综合应用
[解析] (1)A在传送带上运动时的加速度a＝μg
(3)A、B碰撞过程由动量守恒定律和能量关系可知2m·2v0＝mv1＋2mv2
【跟踪训练】 (2024·山东济宁市月考)如图所示，光滑水平面上有一质量M＝1.98 kg的小车，B点右侧为水平轨道，其中BC段粗糙，CD段光滑。B点的左侧为一半径R＝1.3 m的光滑四分之一圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在B点相切，车的最右端D点固定一轻质弹簧，弹簧处于自然长度时左端恰好位于小车的C点，B与C之间距离L＝0.7 m。一质量m＝1 kg的小物块(可视为质点)，置于小车的B点，开始时小车与小物块均处于静止状态。一质量m0＝20 g的子弹以速度v0＝600 m/s向右击中小车并停留在车中，假设子弹击中小车的过程时间极短，已知小物块与BC间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10 m/s2。求：
(1)小物块沿圆弧轨道上升的最大高度h；(2)小物块第一次返回到B点时速度v的大小；(3)弹簧的弹性势能的最大值Epm；(4)小物块最终与小车保持相对静止时到B的距离x。[答案] (1)1.2 m (2)8 m/s (3)8.5 J(4)0.4 m
[解析] (1)对子弹与小车组成的系统，由动量守恒定律有m0v0＝(m0＋M)v1当小物块运动到圆弧轨道的最高点时三者共速，对三者由水平方向动量守恒有(m0＋M)v1＝(m0＋M＋m)v2由机械能守恒定律有
(2)当小物块第一次回到B点时，设车和子弹的速度为v3，取水平向右为正方向，由水平方向动量守恒有(m0＋M)v1＝(m0＋M)v3＋mv由能量守恒定律有
(3)当弹簧具有最大弹性势能Epm时，三者速度相同。由动量守恒定律有(m0＋M)v3＋mv＝(m0＋M＋m)v4由能量守恒定律有
(4)小物块最终与小车保持相对静止时，三者共速，设小物块在BC部分总共运动了s的路程，由水平方向动量守恒有(m0＋M)v1＝(m0＋M＋m)v5由能量守恒定律有
(1)求滑块a到达圆弧管道DEF最低点F时速度大小vF和所受支持力大小FN；(2)若滑块a碰后返回到B点时速度vB＝1 m/s，求滑块a、b碰撞过程中损失的机械能ΔE；(3)若滑块a碰到滑块b立即被粘住，求碰撞后弹簧最大长度与最小长度之差Δx。[答案] (1)10 m/s 31.2 N (2)0 (3)0.2 m
解得vF＝10 m/sFN＝31.2 N。
(2)滑块a返回B点时的速度vB＝1 m/s，滑块a一直在传送带上减速，加速度大小为a＝μg＝5 m/s2
解得碰后b的速度v2＝5 m/s则碰撞损失的能量
1．力学三大观点(1)动力学：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：用动量定理和动量守恒观点解题，可处理非匀变速运动问题。
2．三大观点的选用原则(1)动力学观点的选用原则①如果涉及加速度的问题，则一般要用牛顿运动定律。②凡涉及瞬间状态的分析和运动性质的分析，必须要用动力学观点
(2)动量观点的选用原则①对于不涉及物体运动过程中的加速度而涉及物体运动时间的问题，特别对于打击一类的问题，因时间短且冲力随时间变化，应用动量定理求解，即Ft＝mv－mv0。②对于碰撞、爆炸、反冲问题，若只涉及初、末速度而不涉及力、时间，应用动量守恒定律求解。
(3)能量观点的选用原则①对于不涉及物体运动过程中的加速度和时间问题，无论是恒力做功还是变力做功，一般都利用动能定理求解。②如果物体只有重力和弹簧弹力做功而又不涉及运动过程中的加速度和时间问题，则采用机械能守恒定律求解。
►考向1 动量与能量观点的综合应用 (2023·云南昆明阶段练习)如图所示，A物块固定在水平面上，其上表面是半径为R的光滑四分之一圆弧；B是质量为mB的带四分之一圆弧和水平板的物块，其圆弧半径也为R、上表面光滑，水平部分长为L、上表面粗糙。B物块放在光滑水平面上，B物块左端与A物块右端等高且无缝对接不粘连。现将一质量为m1的小滑块1从A物块最高点由静止释放，与另一静止在B物块左端的质量为m2的滑块2发生弹性碰撞，碰后滑块1瞬间被锁定在A物块上。已知R＝0.2 m，L＝0.5 m，m1＝0.3 kg，m2＝0.1 kg，mB＝0.2 kg，A、B均可视为质点，重力加速度g取10 m/s2。
(1)求碰后瞬间滑块2的速度大小；(2)若物块B被锁定在光滑水平面上，滑块2沿B物块上表面恰好能滑到B物块顶端，求滑块2与B物块水平部分上表面间的动摩擦因数；(3)若物块B未被锁定在光滑水平面上，求滑块2在物块B上能上升的最大高度及其最终的速度大小。
滑块2沿物块B滑到最高点后，接下来相对B往下滑，假设最终相对物块B静止，系统水平方向动量守恒有m2v2＝(m2＋mB)v′对全程滑上再滑下到相对静止，由能量关系得
[答案] (1)3 m/s (2)0.5 (3)0.05 m 1 m/s
►考向2 力学三大观点的综合应用
[解析] (1)A在传送带上运动时的加速度a＝μg
(3)A、B碰撞过程由动量守恒定律和能量关系可知2m·2v0＝mv1＋2mv2
【跟踪训练】 (2024·山东济宁市月考)如图所示，光滑水平面上有一质量M＝1.98 kg的小车，B点右侧为水平轨道，其中BC段粗糙，CD段光滑。B点的左侧为一半径R＝1.3 m的光滑四分之一圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在B点相切，车的最右端D点固定一轻质弹簧，弹簧处于自然长度时左端恰好位于小车的C点，B与C之间距离L＝0.7 m。一质量m＝1 kg的小物块(可视为质点)，置于小车的B点，开始时小车与小物块均处于静止状态。一质量m0＝20 g的子弹以速度v0＝600 m/s向右击中小车并停留在车中，假设子弹击中小车的过程时间极短，已知小物块与BC间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10 m/s2。求：
(1)小物块沿圆弧轨道上升的最大高度h；(2)小物块第一次返回到B点时速度v的大小；(3)弹簧的弹性势能的最大值Epm；(4)小物块最终与小车保持相对静止时到B的距离x。[答案] (1)1.2 m (2)8 m/s (3)8.5 J(4)0.4 m
[解析] (1)对子弹与小车组成的系统，由动量守恒定律有m0v0＝(m0＋M)v1当小物块运动到圆弧轨道的最高点时三者共速，对三者由水平方向动量守恒有(m0＋M)v1＝(m0＋M＋m)v2由机械能守恒定律有
(2)当小物块第一次回到B点时，设车和子弹的速度为v3，取水平向右为正方向，由水平方向动量守恒有(m0＋M)v1＝(m0＋M)v3＋mv由能量守恒定律有
(3)当弹簧具有最大弹性势能Epm时，三者速度相同。由动量守恒定律有(m0＋M)v3＋mv＝(m0＋M＋m)v4由能量守恒定律有
(4)小物块最终与小车保持相对静止时，三者共速，设小物块在BC部分总共运动了s的路程，由水平方向动量守恒有(m0＋M)v1＝(m0＋M＋m)v5由能量守恒定律有
(1)求滑块a到达圆弧管道DEF最低点F时速度大小vF和所受支持力大小FN；(2)若滑块a碰后返回到B点时速度vB＝1 m/s，求滑块a、b碰撞过程中损失的机械能ΔE；(3)若滑块a碰到滑块b立即被粘住，求碰撞后弹簧最大长度与最小长度之差Δx。[答案] (1)10 m/s 31.2 N (2)0 (3)0.2 m
解得vF＝10 m/sFN＝31.2 N。
(2)滑块a返回B点时的速度vB＝1 m/s，滑块a一直在传送带上减速，加速度大小为a＝μg＝5 m/s2
解得碰后b的速度v2＝5 m/s则碰撞损失的能量
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