專題強化十三力學(xué)三大觀點的綜合應(yīng)用學(xué)習(xí)目標1.掌握解決力學(xué)綜合問題常用的三大觀點。2.會靈活選用三個觀點解決力學(xué)綜合問題。題型一應(yīng)用三大觀點解決力學(xué)綜合問題1.解決力學(xué)問題的三大觀點動力學(xué)觀點運用牛頓運動定律結(jié)合運動學(xué)知識,可解決勻變速運動問題能量觀點用動能定理和能量守恒定律等,可解決非勻變速運動問題動量觀點用動量守恒定律等,可解決非勻變速運動問題2.力學(xué)規(guī)律的選用原則(1)如果要列出各物理量在某一時刻的關(guān)系式,可用牛頓第二定律。(2)研究某一物體受到力的持續(xù)作用發(fā)生運動狀態(tài)改變時,一般用動量定理(涉及時間的問題)或動能定理(涉及位移的問題)去解決問題。(3)若研究的對象為一物體系統(tǒng),且它們之間有相互作用,一般用動量守恒定律和機械能守恒定律去解決問題,但需注意所研究的問題是否滿足守恒的條件。(4)在涉及相對位移問題時則優(yōu)先考慮能量守恒定律,系統(tǒng)克服摩擦力所做的總功等于系統(tǒng)機械能的減少量,即轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)內(nèi)能的量。(5)在涉及碰撞、爆炸、打擊、繩繃緊等物理現(xiàn)象時,需注意到這些過程一般均隱含有系統(tǒng)機械能與其他形式能量之間的轉(zhuǎn)換。作用時間都極短,因此用動量守恒定律去解決。角度動力學(xué)觀點和動量觀點的應(yīng)用例1算盤是我國古老的計算工具,中心帶孔的相同算珠可在算盤的固定導(dǎo)桿上滑動,使用前算珠需要歸零。如圖所示,水平放置的算盤中有甲、乙兩顆算珠未在歸零位置,甲靠邊框b,甲、乙相隔s1=3.5×10-2m,乙與邊框a相隔s2=2.0×10-2m,算珠與導(dǎo)桿間的動摩擦因數(shù)μ=0.1?，F(xiàn)用手指將甲以0.4m/s的初速度撥出,甲、乙碰撞后甲的速度大小為0.1m/s,方向不變,碰撞時間極短且不計,重力加速度g取10m/s2。(1)通過計算,判斷乙算珠能否滑動到邊框a;(2)求甲算珠從撥出到停下所需的時間。

角度能量觀點和動量觀點的應(yīng)用例2(2024·黑吉遼卷,14)如圖,高度h=0.8m的水平桌面上放置兩個相同物塊A、B,質(zhì)量mA=mB=0.1kg。A、B間夾一壓縮量Δx=0.1m的輕彈簧,彈簧與A、B不拴接。同時由靜止釋放A、B,彈簧恢復(fù)原長時A恰好從桌面左端沿水平方向飛出,水平射程xA=0.4m;B脫離彈簧后沿桌面滑行一段距離xB=0.25m后停止,A、B均視為質(zhì)點,重力加速度g=10m/s2。忽略空氣阻力,求:(1)脫離彈簧時A、B的速度大小vA和vB;(2)物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ;(3)整個過程中,彈簧釋放的彈性勢能ΔEp。

題型二應(yīng)用三大觀點解決多過程問題例3(2024·浙江1月選考,18)某固定裝置的豎直截面如圖所示,由傾角θ=37°的直軌道AB,半徑R=1m的圓弧軌道BCD,長度L=1.25m、傾角為θ的直軌道DE,半徑為R、圓心角為θ的圓弧管道EF組成,軌道間平滑連接。在軌道末端F的右側(cè)光滑水平面上緊靠著質(zhì)量m=0.5kg滑塊b,其上表面與軌道末端F所在的水平面平齊。質(zhì)量m=0.5kg的小物塊a從軌道AB上高度為h處靜止釋放,經(jīng)圓弧軌道BCD滑上軌道DE,軌道DE由特殊材料制成,小物塊a向上運動時動摩擦因數(shù)μ1=0.25,向下運動時動摩擦因數(shù)μ2=0.5,且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。當(dāng)小物塊a在滑塊b上滑動時動摩擦因數(shù)恒為μ1,小物塊a運動到滑塊右側(cè)的豎直擋板能發(fā)生彈性碰撞(其他軌道均光滑,小物塊視為質(zhì)點,不計空氣阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。(1)若h=0.8m,求小物塊①第一次經(jīng)過C點的向心加速度大小;②在DE上經(jīng)過的總路程;③在DE上向上運動時間t上和向下運動時間t下之比。(2)若h=1.6m,滑塊至少多長才能使小物塊不脫離滑塊?