第32講三大基本觀點的綜合應用（講義）（原卷版）

第32講三大基本觀點的綜合應用目錄復習目標網絡構建考點三大基本觀點的綜合應用【夯基·必備基礎知識梳理】知識點1三大觀點及相互聯(lián)系知識點2三大觀點的選用原則知識點3用三大觀點的解物理題要掌握的科學思維方法【提升·必考題型歸納】考向1動量觀點和動力學觀點的綜合應用考向2動量觀點和能量觀點的綜合應用考向3三大觀點解決多過程問題真題感悟掌握動力學、動量和能量三大處理物理問題觀點。能夠應用三大觀點解決復雜的物理過程?？键c要求考題統(tǒng)計考情分析力學三大觀點2023年全國乙卷第25題2023年全國甲卷第25題2023年6月浙江卷第21題高考對力學三大觀點的考查很頻繁，大多在綜合性的計算題，多以壓軸題的形式出現(xiàn)，難度普遍較大?？键c三大基本觀點的綜合應用知識點1三大觀點及相互聯(lián)系知識點2三大觀點的選用原則力學中首先考慮使用兩個守恒定律。從兩個守恒定律的表達式看出多項都是狀態(tài)量(如速度、位置)，所以守恒定律能解決狀態(tài)問題，不能解決過程(如位移x，時間t)問題，不能解決力(F)的問題。(1)若是多個物體組成的系統(tǒng)，優(yōu)先考慮使用兩個守恒定律。(2)若物體(或系統(tǒng))涉及速度和時間，應考慮使用動量定理。(3)若物體(或系統(tǒng))涉及位移和時間，且受到恒力作用，應考慮使用牛頓運動定律。(4)若物體(或系統(tǒng))涉及位移和速度，應考慮使用動能定理，系統(tǒng)中摩擦力做功時應用摩擦力乘以相對路程，動能定理解決曲線運動和變加速運動特別方便。知識點3用三大觀點的解物理題要掌握的科學思維方法1．多體問題——要正確選取研究對象，善于尋找相互聯(lián)系選取研究對象和尋找相互聯(lián)系是求解多體問題的兩個關鍵。選取研究對象后需根據不同的條件采用隔離法，即把研究對象從其所在的系統(tǒng)中抽離出來進行研究；或采用整體法，即把幾個研究對象組成的系統(tǒng)作為整體進行研究；或將隔離法與整體法交叉使用。通常，符合守恒定律的系統(tǒng)或各部分運動狀態(tài)相同的系統(tǒng)，宜采用整體法；在需討論系統(tǒng)各部分間的相互作用時，宜采用隔離法；對于各部分運動狀態(tài)不同的系統(tǒng)，應慎用整體法。至于多個物體間的相互聯(lián)系，通?？蓮乃鼈冎g的相互作用、運動的時間、位移、速度、加速度等方面去尋找。2．多過程問題——要仔細觀察過程特征，妥善運用物理規(guī)律觀察每一個過程特征和尋找過程之間的聯(lián)系是求解多過程問題的兩個關鍵。分析過程特征需仔細分析每個過程的約束條件，如物體的受力情況、狀態(tài)參量等，以便運用相應的物理規(guī)律逐個進行研究。至于過程之間的聯(lián)系，則可從物體運動的速度、位移、時間等方面去尋找。3．含有隱含條件的問題——要深究細琢，努力挖掘隱含條件注重審題，深究細琢，綜觀全局重點推敲，挖掘并應用隱含條件，梳理解題思路或建立輔助方程，是求解的關鍵。通常，隱含條件可通過觀察物理現(xiàn)象、認識物理模型和分析物理過程，甚至從試題的字里行間或圖像中去挖掘。4．存在多種情況的問題——要分析制約條件，探討各種情況解題時必須根據不同條件對各種可能情況進行全面分析，必要時要自己擬定討論方案，將問題根據一定的標準分類，再逐類進行探討，防止漏解。考向1動量觀點和動力學觀點的綜合應用1．如圖甲，質量為的小物塊放在長木板左端，小物塊與長木板間的動摩擦因數。長木板靜止在水平面上，右端緊靠豎直墻面，質量為，與地面間的動摩擦因數為。時刻小物塊獲得水平向右的初速度，同時給小物塊施加如圖乙所示的水平向右的作用力。4s時小物塊與豎直墻壁發(fā)生彈性碰撞，碰撞時間極短。最終，小物塊靜止于長木板上某一位置，重力加速度g取。求：（1）4s內水平向右作用力的沖量大小；（2）小物塊與豎直墻碰撞前瞬間速度的大?。唬?）小物塊相對長木板靜止時，距長木板右端的距離。

2．“打水漂”是很多同學體驗過的游戲，小石片被水平拋出，碰到水面時并不會直接沉入水中、而是擦著水面滑行一小段距離再次彈起飛行，跳躍數次后沉入水中，俗稱“打水漂”。如圖所示，某同學在岸邊離水面高度處，將一質量的小石片以初速度水平拋出。若小石片第1次在水面上滑行時受到水平阻力的大小為，接觸水面后彈起，彈起時豎直方向的速度是剛接觸水面時豎直速度的。取重力加速度，不計空氣阻力。求：（1）小石片第1次離開水面后到再次碰到水面前，在空中運動的水平距離；（2）第1次與水面接觸過程中，水面對小石片的作用力大小?？枷?動量觀點和能量觀點的綜合應用3．裝置簡圖如圖所示，傳送帶長度為，以速度逆時針勻速轉動，傳送帶左右兩側平臺等高光滑，右側豎直墻壁上固定一個輕質彈簧，左側平臺上固定一個光滑圓軌道，軌道半徑為8cm，圓軌道左側平面粗糙且足夠長，與圓軌道底距離為處靜止一個質量為1kg的物塊，一個質量為3kg的物塊以初速度與物塊發(fā)生彈性碰撞，物塊通過圓軌道最高點，物塊與粗糙面的動摩擦因數為0.1，物塊與傳送帶的動摩擦因數也為0.1，取，、物塊均看作質點，求：（1）物塊經過圓軌道最高點時對軌道的壓力。（2）物塊向左離開傳送帶前，與傳送帶間的摩擦產生的熱量。4．如圖，光滑水平面上有一質量為m=1kg的滑塊A靜止在P點，在O點有一質量為M=2kg、長度為L=0.6m的長木板B，其兩側有固定擋板，在長木板B上最右側放置一質量也為M=2kg小物塊C，滑塊A在外力F=2N作用下，經過時間t=1.5s到達O點時，在O點立即撤去外力同時與B發(fā)生碰撞。已知小物塊C與長木板B間的動摩擦因數為μ=0.1，所有碰撞均為彈性碰撞，且碰撞時間極短，g=10m/s2，求：（1）滑塊A剛到達O點時的速度；（2）滑塊A與長木板B碰后瞬間，長木板的速度；（3）物塊C最終與長木板B右側擋板的距離?？枷?三大觀點解決多過程問題5．如圖所示，在光滑水平面上有一個質量為mA=5kg帶有光滑半圓凹槽的物塊A，凹槽的半徑R=1m，凹槽底部到平臺的厚度忽略不計，在凹槽A的右側有一質量為mB=3kg的物塊B。開始時，A、B緊靠在一起（未粘連）處于靜止狀態(tài)。若鎖定凹槽A，將質量為mC=2kg的小球C從高h=4m處由靜止釋放，小球C從圓弧面的D點沿切線進入凹槽。若解除凹槽A的鎖定，從同一位置釋放小球C，小球C在凹槽中運動一段時間后物塊B與凹槽A分離，然后物塊B向右運動一段距離與右側豎直墻發(fā)生彈性碰撞，返回時剛好在小球第9次經過凹槽A最低點F時與凹槽A發(fā)生彈性碰撞，重力加速度取g=10m/s2，不計空氣阻力，小球C可看成質點。（1）求凹槽A鎖定時，小球C運動到F點時，對凹槽A的壓力大??；（2）在解除凹槽A的鎖定情況下，求：①物塊B與凹槽A第一次分離時，小球C的速度大小；②小球C第一次沖出凹槽A后直到最高點過程的水平位移大小；③通過計算判斷凹槽A與物塊B發(fā)生彈性碰撞后，小球C還能否沖出凹槽。6．如圖所示，在光滑水平地面上，固定一個傾角的斜面，斜面與小球的動摩擦因數為。在斜面底端附件放有一個勻質物塊，物塊的質量、長度。在物塊內部有如圖所示一條左右對稱的均勻細通道。通道的傾角?，F(xiàn)在斜面上高處有一個質量的小球正以的速度沿斜面向上運動時，突然獲得一個沿斜面向下的瞬時沖量，小球在末恰好到達斜面底部，以后小球進入物塊中的通道運動。（1）求瞬時沖量的大小。（2）已知小球在整個運動過程中所經過的路徑都平滑相連，小球在細通道運動時所受到的摩擦阻力大小為。通過計算判斷小球能否通過物塊，并求小球離開物塊時速度的大小。（3）改變條件，假設某次小球離開物塊時，小球的速度為物塊為，此時它們進入一段特殊的路面，該路面是在光滑路面上鋪設了8段粗糙程度不同的路面，每段長度為，它們與物塊的動摩擦系數分別是，相鄰的兩段粗糙路面之間是每段長的光滑路面，整個路面依然水平，假設小球的運動不受該路面的影響仍然保持勻速，求：①物塊停下時，其右端離該段特殊路面起始端多遠？②如果僅當物塊在經過這段特殊路面時，對其施加一個恒力，使物塊以后能夠再次與小球相遇，則這個恒力不能小于多少？

1．（2023年6月浙江卷高考真題）為了探究物體間碰撞特性，設計了如圖所示的實驗裝置。水平直軌道AB、CD和水平傳送帶平滑無縫連接，兩半徑均為的四分之一圓周組成的豎直細圓弧管道DEF與軌道CD和足夠長的水平直軌道FG平滑相切連接。質量為3m的滑塊b與質量為2m的滑塊c用勁度系數的輕質彈簧連接，靜置于軌道FG上?，F(xiàn)有質量的滑塊a以初速度從D處進入，經DEF管道后，與FG上的滑塊b碰撞（時間極短）。已知傳送帶長，以的速率順時針轉動，滑塊a與傳送帶間的動摩擦因數，其它摩擦和阻力均不計，各滑塊均可視為質點，彈簧的彈性勢能（x為形變量）。（1）求滑塊a到達圓弧管道DEF最低點F時速度大小vF和所受支持力大小FN；（2）若滑塊a碰后返回到B點時速度，求滑塊a、b碰撞過程中損失的機械能；（3）若滑塊a碰到滑塊b立即被粘住，求碰撞后彈簧最大長度與最小長度之差。2．（2022年廣東卷高考真題）某同學受自動雨傘開傘過程的啟發(fā)，設計了如圖所示的物理模型。豎直放置在水平桌面