第7講力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用

第7講力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用分析考情明方向01核心考點(diǎn)核心考點(diǎn)情境圖示模型方法動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用2023·遼寧卷,15板塊模型彈簧模型2022·廣東卷,13彈性碰撞模型應(yīng)用三大觀點(diǎn)解決動(dòng)力學(xué)綜合問題2023·山東卷,18多物體多過程問題臨界極值問題2023·全國乙卷,25彈性碰撞模型多過程問題2023·廣東卷,15傳送帶模型平拋模型2022·湖南卷,14歸納法突破核心提能力02核心考點(diǎn)一動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用(2022·全國乙卷,20)(多選)質(zhì)量為1kg的物塊在水平力F的作用下由靜止開始在水平地面上做直線運(yùn)動(dòng),F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。已知物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,重力加速度大小g取10m/s2。則(

)A.4s時(shí)物塊的動(dòng)能為零B.6s時(shí)物塊回到初始位置C.3s時(shí)物塊的動(dòng)量為12kg·m/sD.0～6s時(shí)間內(nèi)F對(duì)物塊所做的功為40J√√√√√(1)木板a與物塊c粘合的過程,動(dòng)量守恒嗎?木板a與物塊c粘合后b和a、c豎直方向合外力均為零,水平方向受什么力?提示:木板a與物塊c粘合的過程,系統(tǒng)合外力為零,動(dòng)量守恒。水平方向受相互的滑動(dòng)摩擦力。(2)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律解答。(3)從a與c碰撞到b與a、c相對(duì)靜止過程中產(chǎn)生的熱量為多少?(1)求木板剛接觸彈簧時(shí)速度v1的大小及木板運(yùn)動(dòng)前右端距彈簧左端的距離x1。答案:(1)1m/s

0.125m(2)求木板與彈簧接觸以后,物塊與木板之間即將相對(duì)滑動(dòng)時(shí)彈簧的壓縮量x2及此時(shí)木板速度v2的大小。(3)已知木板向右運(yùn)動(dòng)的速度從v2減小到0所用時(shí)間為t0。求木板從速度為v2時(shí)到之后與物塊加速度首次相同時(shí)的過程中,系統(tǒng)因摩擦轉(zhuǎn)化的內(nèi)能ΔU(用t0表示)。核心考點(diǎn)二應(yīng)用三大觀點(diǎn)解決動(dòng)力學(xué)綜合問題1.解決力學(xué)問題的“三大觀點(diǎn)”分類規(guī)律表達(dá)式動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)力的瞬時(shí)作用牛頓第二定律F合=ma牛頓第三定律F=-F′能量觀點(diǎn)力的空間累積作用動(dòng)能定理W合=Ek2-Ek1機(jī)械能守恒定律Ek1+Ep1=Ek2+Ep2動(dòng)量觀點(diǎn)力的時(shí)間累積作用動(dòng)量定理F合t=mv′-mv動(dòng)量守恒定律m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′2.力學(xué)規(guī)律選用的一般原則(1)若是多個(gè)物體組成的系統(tǒng),優(yōu)先考慮使用兩個(gè)守恒定律。(2)若物體(或系統(tǒng))涉及速度和時(shí)間,應(yīng)考慮使用動(dòng)量定理。(3)若物體(或系統(tǒng))涉及位移和時(shí)間,且受到恒力作用,應(yīng)考慮使用牛頓運(yùn)動(dòng)定律或動(dòng)能定理。(4)若物體(或系統(tǒng))涉及位移和速度,應(yīng)考慮使用動(dòng)能定理,系統(tǒng)中滑動(dòng)摩擦力做功產(chǎn)生熱量應(yīng)用摩擦力乘以相對(duì)位移,運(yùn)用動(dòng)能定理解決曲線運(yùn)動(dòng)和變加速運(yùn)動(dòng)問題特別方便。(1)第一次碰撞后瞬間小球和圓盤的速度大小;(2)在第一次碰撞到第二次碰撞之間,小球與圓盤間的最遠(yuǎn)距離;答案:(2)l(3)圓盤在管內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中,小球與圓盤碰撞的次數(shù)。答案:(3)4次(1)求物塊甲運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的速度大小;答案:(1)3m/s(2)求彈簧最初儲(chǔ)存的彈性勢能;答案:(2)2.2J(3)求木板運(yùn)動(dòng)的總路程;答案:(3)1.0m(4)若木板的質(zhì)量為m3=0.4kg,木板與擋板僅能發(fā)生兩次碰撞,求擋板與木板距離的范圍。沖破瓶頸達(dá)素養(yǎng)03一、一個(gè)無法計(jì)算的量用另一個(gè)可計(jì)算的量代替

(2023·山東煙臺(tái)模擬)在半徑為R的光滑“魔環(huán)”上滾動(dòng)的質(zhì)量為m的小球,恰能做完整的圓周運(yùn)動(dòng),試求小球從最高點(diǎn)A的位置滾到最低位置B的過程中,所受合力的沖量。(1)此題中小球從A到B的運(yùn)動(dòng)過程中,軌道對(duì)小球的合力是變力,不能用I=Ft求沖量。可利用代換法,根據(jù)動(dòng)量定理Ft可由Δp代替。(2)物理學(xué)中的許多規(guī)律?？蓪懗蓴?shù)學(xué)等式,這些規(guī)律便成為“一個(gè)無法計(jì)算的量用另一個(gè)可計(jì)算的量代替”的基礎(chǔ)。應(yīng)用這種方法解題,分析清楚物理現(xiàn)象和過程是關(guān)鍵,要選擇合適的規(guī)律進(jìn)行等值代換。二、數(shù)學(xué)歸納法的應(yīng)用(1)求籃球與地面碰撞的碰后速率與碰前速率之比;(2)若籃球反彈至最高處h時(shí),運(yùn)動(dòng)員對(duì)籃球施加一個(gè)向下的壓力F,使得籃球與地面碰撞一次后恰好反彈至h的高度處,力F隨高度y的變化如圖乙所示,其中h0已知,求F0的大小;(3)籃球從H高度處由靜止下落后,每次反彈至最高點(diǎn)時(shí),運(yùn)動(dòng)員拍擊一次籃球(拍擊時(shí)間極短),瞬間給其一個(gè)豎直向下、大小相等的沖量I,經(jīng)過N次拍擊后籃球恰好反彈至H高度處,求沖量I