《高考備考指南 物理 》課件-能力課　力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用

碰撞與動量守恒第六章

能力課力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用欄目導(dǎo)航01題點(diǎn)各個擊破02配套訓(xùn)練題點(diǎn)各個擊破1命題點(diǎn)一動量觀點(diǎn)與動力學(xué)觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用［師生共研類］1.解動力學(xué)問題的三個基本觀點(diǎn)(1)力的觀點(diǎn)：運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律結(jié)合運(yùn)動學(xué)知識解題，可處理勻變速運(yùn)動問題.(2)能量觀點(diǎn)：用動能定理和能量守恒觀點(diǎn)解題，可處理非勻變速運(yùn)動問題.(3)動量觀點(diǎn)：用動量守恒觀點(diǎn)解題，可處理非勻變速運(yùn)動問題.2.規(guī)律的選用(1)認(rèn)真審題，明確題目所述的物理情境，確定研究對象.(2)分析研究對象的受力情況、運(yùn)動狀態(tài)以及運(yùn)動狀態(tài)的變化過程，作草圖.(3)根據(jù)運(yùn)動狀態(tài)的變化規(guī)律確定解題觀點(diǎn)，選擇適用規(guī)律：①若用力的觀點(diǎn)解題，要認(rèn)真分析運(yùn)動狀態(tài)的變化，關(guān)鍵是求出加速度；②若用兩大定理求解，應(yīng)確定過程的始、末狀態(tài)的動量(動能)，分析并求出過程中的沖量(功)；③若可判斷研究對象在某運(yùn)動過程中滿足動量守恒或機(jī)械能守恒的條件，則可根據(jù)題意選擇合適的始、末狀態(tài)，列守恒關(guān)系式，一般這兩個守恒定律多用于求研究對象在末狀態(tài)時的速度(率).(4)根據(jù)選擇的規(guī)律列式，有時還需要挖掘題目中的其他條件(如隱含條件、臨界條件、幾何關(guān)系等)并列出輔助方程.(5)代入數(shù)據(jù)，計算結(jié)果.例1汽車A在水平冰雪路面上行駛.駕駛員發(fā)現(xiàn)其正前方停有汽車B，立即采取制動措施，但仍然撞上了汽車B.兩車碰撞時和兩車都完全停止后的位置如圖所示，碰撞后B車向前滑動了4.5m，A車向前滑動了2.0m.已知A和B的質(zhì)量分別為2.0×103kg和1.5×103kg，兩車與該冰雪路面間的動摩擦因數(shù)均為0.10，兩車碰撞時間極短，在碰撞后車輪均沒有滾動，重力加速度大小g取10m/s2.求：(1)碰撞后的瞬間B車速度的大小；(2)碰撞前的瞬間A車速度的大小.解：(1)設(shè)B車的質(zhì)量為mB，碰撞后加速度大小為aB.根據(jù)牛頓第二定律有μmBg＝mBaB，式中μ為汽車與路面間的動摩擦因數(shù).設(shè)碰撞后瞬間B車的速度大小為vB'，碰撞后滑行的距離為sB.由運(yùn)動學(xué)公式有vB'2＝2aBsB，聯(lián)立并利用題給數(shù)據(jù)得vB'＝3.0

m/s.(2)設(shè)A車的質(zhì)量為mA，碰后加速度大小為aA.根據(jù)牛頓第二定律有μmAg＝mAaA，設(shè)碰撞后瞬間A車的速度大小為vA'，碰撞后滑行的距離為sA.由運(yùn)動學(xué)公式有vA'2＝2aAsA，設(shè)碰撞前瞬間A車的速度大小為vA.兩車在碰撞過程中動量守恒，有mAvA＝mAvA'＋mBvB'，聯(lián)立并利用題中數(shù)據(jù)得vA＝4.25

m/s≈4.3

m/s.1.如圖所示，子彈以某一水平速度擊中靜止在光滑水平面上的木塊并留在其中.對子彈射入木塊的過程，下列說法正確的是()A.木塊對子彈的沖量等于子彈對木塊的沖量B.因子彈受到阻力的作用，故子彈和木塊組成的系統(tǒng)動量不守恒C.子彈和木塊組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能等于子彈損失的動能減去子彈對木塊所做的功D.子彈克服木塊阻力做的功等于子彈的動能減少量和摩擦產(chǎn)生的熱量之和C

【解析】木塊對子彈的沖量與子彈對木塊的沖量，方向相反，大小不相等，A錯誤.因為水平面光滑，系統(tǒng)不受外力，子彈和木塊組成的系統(tǒng)動量守恒，B錯誤.根據(jù)動能定理，子彈對木塊所做的功等于木塊獲得的動能；根據(jù)能量守恒定律，子彈和木塊組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能等于子彈損失的動能減去木塊獲得的動能，C正確.根據(jù)動能定理，子彈克服木塊阻力做的功等于子彈動能的減少量，D錯誤.2.如圖，豎直平面內(nèi)一足夠長的光滑傾斜軌道與一長為L的水平軌道通過一小段光滑圓弧平滑連接，水平軌道右下方有一段弧形軌道PQ.質(zhì)量為m的小物塊A與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為μ.以水平軌道末端O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系xOy，x軸的正方向水平向右，y軸的正方向豎直向下，弧形軌道P端坐標(biāo)為(2μL，μL)，Q端在y軸上.重力加速度為g.(1)若A從傾斜軌道上距x軸高度為2μL的位置由靜止開始下滑，求A經(jīng)過O點(diǎn)時的速度大?。?2)若A從傾斜軌道上不同位置由靜止開始下滑，經(jīng)過O點(diǎn)落在弧形軌道PQ上的動能均相同，求PQ的曲線方程；(3)將質(zhì)量為λm(λ為常數(shù)且λ≥5)的小物塊B置于O點(diǎn)，A沿傾斜軌道由靜止開始下滑，與B發(fā)生彈性碰撞(碰撞時間極短)，要使A和B均能落在弧形軌道上，且A落在B落點(diǎn)的右側(cè)，求A下滑的初始位置距x軸高度的取值范圍.

命題點(diǎn)二動量觀點(diǎn)與能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用［師生共研類］

動力學(xué)中的五大規(guī)律

規(guī)律公式表達(dá)牛頓第二定律F合＝ma動能定理W合＝ΔEk規(guī)律公式表達(dá)機(jī)械能守恒定律E1＝E2

動量定理F合t＝p'－pI合＝Δp動量守恒定律m1v1＋m2v2＝m1v1'＋m2v2'例2

(2023年江蘇百校聯(lián)考)一質(zhì)量M＝1.6kg的物體P靜止于足夠大的光滑水平面上，其截面如圖所示，圖中ab為粗糙的水平面，長度L＝1.5m，bc為一光滑斜面，斜面bc與水平面ab相切且用長度可忽略的光滑圓弧連接.現(xiàn)有一質(zhì)量m＝0.8kg的小物塊以大小v0＝6.0m/s的水平初速度從a點(diǎn)向左運(yùn)動，在斜面上上升的最大高度h＝0.30m，g取10m/s2，求：(1)物塊沿斜面上升到最高點(diǎn)時與物體P共同運(yùn)動的速度大小v1；(2)物塊從a點(diǎn)向左運(yùn)動到最高點(diǎn)的過程中物體和物塊系統(tǒng)減小的機(jī)械能ΔE'和物塊在ab段受到的摩擦力大小f；(3)物塊第二次經(jīng)過b點(diǎn)時，求物體P的速度大小v2.

1.(2022年北京卷)質(zhì)量為m1和m2的兩個物體在光滑水平面上正碰，其位置坐標(biāo)x隨時間t變化的圖像如圖所示.下列說法正確的是()A.碰撞前m2的速率大于m1的速率B.碰撞后m2的速率大于m1的速率C.碰撞后m2的動量大于m1的動量D.碰撞后m2的動能小于m1的動能C

2.將質(zhì)量為1.00kg的模型火箭點(diǎn)火升空，50g燃燒的燃?xì)庖源笮?00m/s的速度從火箭噴口在很短時間內(nèi)噴出.在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g，火箭的動量大小為(噴出過程中重力和空氣阻力可忽略)()A.30kg·m/s B.5.7×102kg·m/sC.6.0×102kg·m/s D.6.3×102kg·m/s【解析】燃?xì)鈴幕鸺龂娍趪姵龅乃查g，火箭和燃?xì)饨M成的系統(tǒng)動量守恒，設(shè)燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g，火箭的動量大小為p，根據(jù)動量守恒定律，可得p－mv0＝0，解得p＝mv0＝0.050

kg×600

m/s＝30

kg·m/s，A正確.A

3.(多選)(2023年珠海一中模擬)如圖所示，光滑水平桌面距離水平地面的高度為H，質(zhì)量為m2、半徑為R的光滑四分之一圓弧槽B靜止放在桌面上.質(zhì)量為m1的小球A從與圓弧槽圓心等高處由靜止滑下，與靜止在桌面上的質(zhì)量為m3的小球C發(fā)生彈性正碰，最后兩小球分別落到水平地面上的M、N兩點(diǎn).已知H＝0.8m，R＝0.9m，m1＝2kg，m2＝2kg，m3＝1kg，重力加速度g取10m/s2，兩球視為質(zhì)點(diǎn)，不計空氣阻力，下列選項正確的是()A.小球A從圓弧槽滑離時的速度為3m/sB.小球A與小球C碰撞后，小球C的速度為2m/sC.M、N兩點(diǎn)的距離為1.2mD.小球A可能落在N點(diǎn)AC

命題點(diǎn)三力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用［師生共研類］

1.力的觀點(diǎn)解題：要認(rèn)真分析運(yùn)動狀態(tài)的變化，關(guān)鍵是求出加速度.2.兩大定理解題：應(yīng)確定過程的初、末狀態(tài)的動量(動能)，分析并求出過程中的沖量(功).3.三大定律解題：動量守恒定律、機(jī)械能守恒定律和能量守恒定律.根據(jù)題意選擇合適的初、末狀態(tài)，列守恒關(guān)系式，一般這幾個守恒定律多用于求某狀態(tài)的速度(率).

(1)A在傳送帶上由靜止加速到與傳送帶共速所用的時間t；(2)B從M點(diǎn)滑至N點(diǎn)的過程中克服阻力做的功W；(3)圓盤的圓心到平臺右端N點(diǎn)的水平距離s.

1.(多選)(2023年山西卷)使甲、乙兩條形磁鐵隔開一段距離，靜止于水平桌面上，甲的N極正對著乙的S極，甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量，兩者與桌面之間的動摩擦因數(shù)相等.現(xiàn)同時釋放甲和乙，在它們相互接近過程中的任一時刻()A.甲的速度大小比乙的大B.甲的動量大小比乙的小C.甲的動量大小與乙的相等D.甲和乙的動量之和不為零BD

2.(2023年天津卷)質(zhì)量mA＝2kg的物體A自距地面h＝1.2m高度自由落下，與此同時質(zhì)量mB＝1kg的物體B由地面豎直上拋，經(jīng)過t＝0.2s與A碰撞，碰后兩物體粘在一起，碰撞時間極短，忽略空氣阻力.兩物體均可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g取10m/s2，求A、B：(1)碰撞位置與地面的距離x；(2)