第1課時動量觀點和能量觀點在力學中的應(yīng)用

1、專題二動錄巧能吐第1課時 動量觀點和能量觀點在力學中的應(yīng)用盯么.學仁.么.A9trai功：N =卜:/匚門久fif16低念!譏；d ；1 nb動fi與能云 r 動胞定理W弄檬-站叩衛(wèi)卜応理i L動呈定理:H=砂廠皿門r機械能足律:嚴韋=耐取|/動僅守恒定律:BJ*嚴叫r嚴忖叭I 力* Vi q電人髯耳人 I匪邊守慣崔律：,=K.曜力甘析I個關(guān)縈含力做功與動龍的冼系-*；：=1用 蛍力做功耳恥力毎能的關(guān)系 叫-、Ep 彈打徹功與萍性撫能的關(guān)系:評*=- A fa；酬謹弗題點命題點除1力I戍系銳內(nèi)弾力屈外只他力做也叼機棵帶的英那丹耐“I滑動律擦力做功與內(nèi)陡的關(guān)拓耳巧1曠左冋屯么易.仁么述動能定理和

2、機械能守恒定律的應(yīng)用必須領(lǐng)會的“2種物理思想和3種方法”守恒的思想、分解思想；守恒法、轉(zhuǎn)化法、轉(zhuǎn)移法。必須辨明的“4個易錯易混點”分析含彈簧的物體機械能守恒時，必須是包括彈簧在內(nèi)的系統(tǒng)；動能定理是標量方程，注意不要分方向應(yīng)用；機械能守恒定律三種表達式應(yīng)用情景的區(qū)別；摩擦產(chǎn)生內(nèi)能的計算公式 AE內(nèi)=Ff x中x是相對滑動的兩物體間的相對位移 命題角度一功和功率的理解與計算【例1】（多選）（2018全國卷IH , 19）地下礦井中的礦石裝在礦車中，用電機通 過豎井運送到地面。某豎井中礦車提升的速度大小 v隨時間t的變化關(guān)系如圖1 所示，其中圖線分別描述兩次不同的提升過程，它們變速階段加速度的大小都

3、相同；兩次提升的高度相同，提升的質(zhì)量相等。不考慮摩擦阻力和空氣阻力。 對于第次和第次提升過程（）-y * II/ i Z飛3圖1礦車上升所用的時間之比為 4： 5電機的最大牽引力之比為2 : 1電機輸出的最大功率之比為 2 : 1電機所做的功之比為4： 5命題角度二 應(yīng)用動能定理解決多過程問題【例2】（2019全國卷IH，17）從地面豎直向上拋出一物體，物體在運動過程中除受到重力外，還受到一大小不變、方向始終與運動方向相反的外力作用。距地面高度h在3 m以內(nèi)時，物體上升、下落過程中動能Ek隨h的變化如圖2所示。 重力加速度取10 m/s2。該物體的質(zhì)量為（）圖22 kgB.1.5 kgC.1

4、kgD.0.5 kg使用動能定理解決多過程問題“兩點注意”（1）要注意在幾個運動性質(zhì)不同的分過程中，有些力是全過程都起作用的，有些 力在分過程中起作用。（2）求解功時要分清哪個力的功，計算時要把各力的功連同符號（正負）一同代入公 式。命題角度三機械能守恒定律和動力學觀點的綜合應(yīng)用【例3】20172018賽季國際雪聯(lián)單板滑雪U型場地世界杯在崇禮云頂滑雪場 落幕，中國女將奪冠。圖3為單板滑雪U型池的簡化模型示意圖，一質(zhì)量 M為 45 kg的運動員從軌道a處由靜止滑下，若運動員在下行過程中做功，上行過程 中運動員不做功，運動員在b點豎直向上滑出軌道上升的最高點離b點高度H為10 m，U型軌道簡化為半

5、圓軌道，其半徑 R為20 m,滑板的質(zhì)量m為5 kg， 不計軌道和空氣的阻力，g取10 m/S2,求：圖3在軌道的最低點運動員對滑板的壓力大小;運動員在下行過程中所做的功。命題角度四功能關(guān)系的應(yīng)用【例4】 如圖4甲所示，以斜面底端為重力勢能零勢能面，一物體在平行于斜 面的拉力作用下，由靜止開始沿光滑斜面向下運動。運動過程中物體的機械能與 物體位移關(guān)系的圖象(E x圖象)如圖乙所示，其中0X1過程的圖線為曲線，X1X2過程的圖線為直線。根據(jù)該圖象，下列判斷正確的是(圖40X1過程中物體所受拉力可能沿斜面向下0X2過程中物體的動能先增大后減小X1X2過程中物體做勻加速直線運動X1X2過程中物體可能

6、在做勻減速直線運動典例拓展1（多選）在【例4】中，若斜面粗糙，撤去拉力，物體沿斜面由靜止開 始下滑，則下列說法正確的是（）物體重力勢能的減少量等于物體動能的增加量物體重力做的功等于重力勢能的減少量物體克服摩擦力做的功等于物體機械能的減少量物體重力和摩擦力做功之和等于物體機械能的減少量典例拓展2在【例4】中，若撤去拉力，使物體帶上電荷量為q的負電荷，并在其運動的空間加上場強為E的豎直向下的勻強電場，已知物體的質(zhì)量為m,斜 面傾角為30重力加速度為g,物體沿斜面由靜止開始下滑距離 x的過程中， 下列說法正確的是（）物體的重力勢能減少mgx1物體的機械能增加qEx1物體的動能增加2（mg+ qE）x

7、1d.物體的電勢能增加2qEx|佈題預測如圖5所示，長為I的輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，另一端固定在轉(zhuǎn)軸 0。 現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，P為圓周運動的最高點，若小球通過圓周運 動最低點時的速度大小為|gl，忽略空氣阻力的影響，則以下判斷正確的是（）圖5小球不能到達P點小球到達P點時的速度大于.gl小球能到達P點，且在P點受到輕桿向上的彈力小球能到達P點，且在P點受到輕桿向下的彈力如圖6所示，在光滑水平地面上放置質(zhì)量 M = 2 kg的長木板，木板上表面與固 定的光滑弧面相切。一質(zhì)量 m= 1 kg的小滑塊自弧面上高h處由靜止自由滑下， 在木板上滑行t = 1 s后，滑塊和木板以共同速度

8、v = 1 m/s勻速運動，g取10 m/s2 求：圖6滑塊與木板間的摩擦力大小Ff;滑塊下滑的高度h;滑塊與木板相對滑動過程中產(chǎn)生的熱量Q命逆點動量定理和動量守恒定律的應(yīng)用命題角度一 動量定理的應(yīng)用【例1】(2019全國卷I , 16)最近，我國為“長征九號”研制的大推力新型火 箭發(fā)動機聯(lián)試成功，這標志著我國重型運載火箭的研發(fā)取得突破性進展。若某次實驗中該發(fā)動機向后噴射的氣體速度約為3 km/s,產(chǎn)生的推力約為4.8X 106 N，則它在1 s時間內(nèi)噴射的氣體質(zhì)量約為()1.6X 102 kgB.1.6X 103 kgC.1.6X 105 kgD.1.6X 106 kg命題角度二動量守恒定律

9、的應(yīng)用【例2】 如圖7所示，光滑水平直導軌上有三個質(zhì)量均為 m的物塊A、B、C，物塊B、C靜止，物塊B的左側(cè)固定一輕彈簧(彈簧左側(cè)的擋板質(zhì)量不計)；讓物C.E=；mvo，I = mvoD.E = 4mvo, I = 2mvo塊A以速度vo朝B運動，壓縮彈簧；當A、B速度相等時，B與C恰好相碰并 粘接在一起，然后繼續(xù)運動。假設(shè) B和C碰撞過程時間極短。那么從 A開始壓 縮彈簧直至與彈簧分離的過程中，求：圖7（1）A、B第一次速度相同時的速度大小； A、B第二次速度相同時的速度大??； 彈簧被壓縮到最短時的彈性勢能大小。命題角度三動量守恒定律和動量定理的綜合應(yīng)用【例3】（2019遼寧三模）如圖8所示

10、，質(zhì)量為m的小球A靜止于光滑水平面上， 在A球與墻之間用輕彈簧連接。現(xiàn)用完全相同的小球 B以水平速度vo與A相碰 后粘在一起壓縮彈簧。不計空氣阻力，若彈簧被壓縮過程中的最大彈性勢能為 E, 從球A被碰后開始到回到原靜止位置的過程中墻對彈簧的沖量大小為I，則下列表達式中正確的是（）圖8E= 2mvo， I = mvoE = mvo，1 = 2mvoE= qmvo，I = mvo典例拓展在【例3】的情境中，若小球B與A進行彈性碰撞，則表達式中正 確的是（）A. E= mvo，I = mvoB.E = mvo,（多選）質(zhì)量為1 kg的a與質(zhì)量未知的b沿水平面上同一條直線運動，并發(fā)生碰 撞，碰撞后兩者

11、粘在一起運動；經(jīng)過一段時間后，從光滑路段進入粗糙路段，兩碰后a、b 一起沿b原來運動的方向運動b的質(zhì)量為4 kg碰撞過程中損失的機械能為 4 Ja、b克服摩擦力做的功與因碰撞而損失的機械能之比為1 : 1（2019河南洛陽尖子生聯(lián)考）如圖10所示，在光滑水平地面上有一固定的擋板， 擋板上固定一個輕彈簧。小車 AB的質(zhì)量M = 3 kg，長L = 4 m（其中O為小車的 中點，AO部分粗糙，BO部分光滑），一質(zhì)量為m= 1 kg的小物塊（可視為質(zhì)點）， 放在小車的最左端，車和小物塊一起以 vo= 4 m/s的速度在水平面上向右勻速運 動，車撞到擋板后瞬間速度變?yōu)榱?，但未與擋板粘連。已知車 OB部

12、分的長度大 于彈簧的自然長度，小物塊與彈簧作用過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，小物塊與小車AO部分之間的動摩擦因數(shù)為 尸0.3,重力加速度取10 m/s小物塊和彈簧相互作用的過程中，彈簧具有的最大彈性勢能; 小物塊和彈簧相互作用的過程中，彈簧對小物塊的沖量； 小物塊最終停在小車上的位置距 A端的距離。求：IP 1oc n圖10忑如、廠動量觀點和能量觀點的綜合應(yīng)用命題角度一碰撞規(guī)律【例1】 如圖11所示，在光滑桌面上靜止放置著長木板 B和物塊C,長木板B 上表面的右端有一物塊 A,物塊A與長木板B之間的動摩擦因數(shù)為0.2,長木板 足夠長?，F(xiàn)讓物塊C以4 m/s的初速度向右運動，與木板B碰撞后粘在一

13、起。已知物塊A的質(zhì)量為2 kg，長木板B的質(zhì)量為1 kg，物塊C的質(zhì)量為3 kg，重力加速度g取10 m/s2,試求:CBnA圖11(1)C與B碰撞過程中，損失的機械能；最終A、B、C的速度大小以及A相對于B運動的距離典例拓展在【例1】中若物塊C的質(zhì)量為1 kg，且物塊C與木板B發(fā)生彈性 碰撞，其他條件不變，求：A、B、C的最終速度；A、B系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量。反黒叔悟碰撞的基本規(guī)律動fit 11.c T比+比亠虬十匕我無寸釀嚴2；石+溫 k _ J _焉應(yīng)哀扈前的輸球建度一定增乂，雀心 陽清依同崗運動.則應(yīng)有|疔41嗑度旳輸休扌H向述動，毬君兩物體詢適動方向命題角度二力學三大觀點的綜合應(yīng)用【

14、例2】（2019全國卷川，25）靜止在水平地面上的兩小物塊 A、B,質(zhì)量分別為mA = 1.0 kg, mB = 4.0 kg;兩者之間有一被壓縮的微型彈簧，A與其右側(cè)的豎直墻壁距離I = 1.0 m,如圖12所示。某時刻，將壓縮的微型彈簧釋放，使 A、B瞬 間分離，兩物塊獲得的動能之和為 Ek = 10.0 J。釋放后，A沿著與墻壁垂直的方 向向右運動。A、B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為 尸0.20。重力加速度取g= 10 m/s2。A、B運動過程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時間極短。I；H卅一一圖12（1）求彈簧釋放后瞬間A、B速度的大??；物塊A、B中的哪一個先停止？該物塊剛停止時 A與

15、B之間的距離是多少?A和B都停止后，A與B之間的距離是多少？反舉團悟選取力學規(guī)律求解問題的策略策略1：若是多個物體組成的系統(tǒng)，優(yōu)先考慮使用動量守恒定律和機械能守恒定律。策略2:若物體（或系統(tǒng)）涉及速度和時間，應(yīng)考慮使用動量定理。策略3:若物體（或系統(tǒng)）涉及位移和時間，且受到恒力作用，應(yīng)考慮使用牛頓運 動定律。策略4：若物體（或系統(tǒng)）涉及位移和速度，應(yīng)考慮使用動能定理；系統(tǒng)中摩擦力 做功時應(yīng)用摩擦力乘以相對路程為產(chǎn)生的熱量；運用動能定理解決曲線運動和變 加速運動問題特別方便。|飾題預測（多選）如圖13所示，在光滑的水平桌面上有體積相同的兩個小球A、B,質(zhì)量分別為m= 0.1 kg和M = 0.3

16、 kg,兩球中間夾著一根處于靜止狀態(tài)的壓縮的輕彈 簧，同時放開A、B球和彈簧，已知A球脫離彈簧時的速度為6 m/s,接著A球 進入與水平面相切、半徑為0.5 m的豎直面內(nèi)的光滑半圓形軌道運動，PQ為半 圓形軌道的豎直直徑，取g= 10 m/s2,下列說法正確的是（）圖13彈簧彈開過程，彈力對 A的沖量大于對B的沖量A球脫離彈簧時B球獲得的速度大小為2 m/sA球從P點運動到Q點過程中所受合外力的沖量大小為1 N s若半圓軌道半徑改為0.9 m，則A球不能到達Q點如圖14甲所示，在光滑桌面上，有 P、Q兩物塊，它們在t= 4 s時發(fā)生碰撞, 圖乙是兩者碰撞前后的位移 一時間圖象，已知物塊P的質(zhì)量

17、mp= 1 kg,求：圖14（1）物塊Q的質(zhì)量和兩物塊碰撞過程中物塊 Q受到的沖量大小;（2）碰撞過程損失的機械能。課后ID能緣抿虢晦山揪A卷提能小卷練一、選擇題1.（多選）如圖1所示，在光滑水平面上，質(zhì)量為m的A球以速度vo向右運動，與 靜止的質(zhì)量為5m的B球碰撞，碰撞后A球以v= avo（待定系數(shù)av 1）的速率彈回， 并與固定擋板P發(fā)生彈性碰撞，若要使 A球能再次追上B球并相撞，則系數(shù)a 可以是（）圖1A 1C 2c2r1a4b5c.3d712.如圖2,質(zhì)量為m的小球從A點由靜止開始沿半徑為R的1光滑圓軌道AB滑下，在B點沿水平方向飛出后，落在一個與地面成 37角的斜面上的C點（圖中 未

18、畫出）。已知重力加速度為g，sin 37 = 0.6，不計空氣阻力，則從A點到C點 的過程中小球重力所做的功為（）A.13mgR4圖29mgRB. 4C.mgRD.2mgR（多選）（2019江蘇卷，8）如圖3所示，輕質(zhì)彈簧的左端固定，并處于自然狀態(tài)。 小物塊的質(zhì)量為m,從A點向左沿水平地面運動，壓縮彈簧后被彈回，運動到A點恰好靜止。物塊向左運動的最大距離為 s，與地面間的動摩擦因數(shù)為 仏重力加速度為g，彈簧未超出彈性限度。在上述過程中（）h；th ；d圖3彈簧的最大彈力為卩mg物塊克服摩擦力做的功為2卩mgs彈簧的最大彈性勢能為卩mgs物塊在A點的初速度為.2卩gs（2019揭陽二模）在冰壺比

19、賽中，某隊員利用紅壺去碰撞對方的藍壺， 兩者在大 本營中心發(fā)生對心碰撞如圖 4（a）所示，碰撞前后兩壺運動的 vt圖線如圖（b）中 實線所示，其中紅壺碰撞前后的圖線平行，兩冰壺質(zhì)量相等，則 （）圖4碰后紅壺將被反彈回來碰后藍壺速度為0.8 m/s碰后藍壺移動的距離為2.4 m碰后紅壺所受摩擦力小于藍壺所受的摩擦力蹦床（Trampoli ne）是一項運動員利用從蹦床反彈中表現(xiàn)雜技技巧的競技運動，它屬于體操運動的一種，蹦床有“空中芭蕾”之稱，如圖5甲所示。在某次“蹦床” 娛樂活動中，從小朋友下落到離地面高 h1處開始計時，其動能Ek與離地高度h 的關(guān)系如圖乙所示。在h1h2階段圖象為直線，其余部分

20、為曲線，h3對應(yīng)圖象的 最高點，小朋友的質(zhì)量為 m,重力加速度為g,不計空氣阻力和一切摩擦。下列 有關(guān)說法正確的是（）圖5整個過程中小朋友的機械能守恒從小朋友的腳接觸蹦床直至蹦床被壓縮至最低點的過程中，其加速度先增大后 減小小朋友處于h= h4高度時，蹦床的彈性勢能為 Ep= mg(h2 h4)小朋友從hi下降到h5過程中，蹦床的最大彈性勢能為 Epm= mghi(多選)如圖6所示，一質(zhì)量為m的極限滑雪運動員自高為 H的雪道頂端由靜止 下滑。經(jīng)圓弧狀底端0后(通過時忽略能量損失，并且時間極短)，恰能滑至右側(cè) 高為h的平臺上。已知H h,下滑和上滑過程可視為直線運動，且下滑的路程 小于上滑的路程

21、，雪道各處的粗糙程度相同，重力加速度為g,忽略空氣阻力。則在整個運動過程中，下列說法正確的是 ()圖6運動員克服摩擦力做的功為 mg(H h)運動員下滑過程中摩擦力的沖量大小小于上滑過程中摩擦力的沖量大小運動員下滑過程中摩擦力的沖量大小等于上滑過程中摩擦力的沖量大小運動員重力勢能的減少量為mgH二、非選擇題(2019四川綿陽三診)如圖7所示，半徑R= 2.0 m的光滑圓弧軌道固定在光滑 的水平地面上，其末端水平。平板小車上固定一木塊，緊靠在軌道的末端，木塊 上表面水平粗糙，且與圓弧軌道末端等高。木塊的厚度h = 0.45 m，木塊最右端到小車最右端的水平距離x= 0.45 m，小車連同木塊總質(zhì)量 M = 2 kg。現(xiàn)使一個 質(zhì)量m= 0.5 kg的小球從圓弧軌道上由靜止釋放，釋放小球的位置和圓弧軌道的 圓心之間的連線與豎直方向的夾角為53小球從木塊右端飛出后恰好擊中小車的最右端。(g 取 10 m/s2，sin 53=0.8, cos 53= 0.6)求：圖7(1)小球到達圓弧軌道最低點時對軌道的壓力大小;小球離開木塊最右端時，小球的速度大??；小球運動到木塊最右端過程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能B卷高考標準練(20分鐘 32分)(