高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI專題4動(dòng)力學(xué)、能量、動(dòng)量觀點(diǎn)在

力學(xué)中的應(yīng)用第六章2026內(nèi)容索引0102強(qiáng)基礎(chǔ)增分策略增素能精準(zhǔn)突破強(qiáng)基礎(chǔ)增分策略力的三個(gè)作用效果與五個(gè)規(guī)律

maΔEkΔp易錯(cuò)辨析(1)牛頓運(yùn)動(dòng)定律能解決所有力學(xué)問題,也適于解決微觀、高速運(yùn)動(dòng)物體。(

)(2)通常涉及力對(duì)空間積累效果問題,往往應(yīng)用動(dòng)能定理與機(jī)械能守恒定律比較方便。(

)(3)通常涉及力對(duì)時(shí)間積累效果問題,往往應(yīng)用動(dòng)量定理與動(dòng)量守恒定律比較方便。(

)(4)在光滑水平面上的兩球相向運(yùn)動(dòng),碰撞后均變?yōu)殪o止,則兩球碰撞前的動(dòng)量大小一定相等。(

)×√√√應(yīng)用提升1.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m0的木塊放在光滑的水平面上,質(zhì)量為m的子彈以水平速度v0射中木塊,并最終留在木塊中與木塊一起以速度v運(yùn)動(dòng),已知當(dāng)子彈相對(duì)木塊靜止時(shí),木塊前進(jìn)距離L,子彈進(jìn)入木塊的深度為s,此過程經(jīng)歷的時(shí)間為t。若木塊對(duì)子彈的阻力大小Ff視為恒定,則下列關(guān)系式中正確的是(

)AB2.(2023廣東廣州綜合測(cè)試)如圖所示,北京2022年冬奧會(huì)某次冰壺比賽中,甲壺以速度v0與靜止的乙壺發(fā)生正碰。已知冰面粗糙程度處處相同,兩壺完全相同,從碰撞到兩壺都靜止,乙的位移是甲的9倍,則(

)A.兩壺碰撞過程無機(jī)械能損失B.兩壺碰撞過程動(dòng)量變化量相同C.碰撞后瞬間,甲壺的速度為D.碰撞后瞬間,乙壺的速度為v0C增素能精準(zhǔn)突破考點(diǎn)一動(dòng)量與動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用1.解動(dòng)力學(xué)問題的三個(gè)基本觀點(diǎn)(1)力的觀點(diǎn):運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)解題,可處理勻變速運(yùn)動(dòng)問題。(2)能量觀點(diǎn):用動(dòng)能定理和能量守恒觀點(diǎn)解題,可處理非勻變速運(yùn)動(dòng)問題。(3)動(dòng)量觀點(diǎn):用動(dòng)量守恒觀點(diǎn)解題,可處理非勻變速運(yùn)動(dòng)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(shí)刻的關(guān)系式,可用牛頓第二定律。(2)研究某單一物體受到力的持續(xù)作用發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí),一般用動(dòng)量定理(涉及時(shí)間的問題)或動(dòng)能定理(涉及位移的問題)去解決問題。(3)若研究的對(duì)象為一個(gè)系統(tǒng),且它們之間有相互作用,一般用動(dòng)量守恒定律和機(jī)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(duì)位移問題時(shí)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(jī)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(shí),需注意到這些過程一般均隱含有系統(tǒng)機(jī)械能與其他形式能量之間的轉(zhuǎn)換。這種問題由于作用時(shí)間都極短,因此用動(dòng)量守恒定律去解決?！镜淅黄啤康淅?.算盤是我國(guó)古老的計(jì)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(dòng),使用前算珠需要?dú)w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(dòng)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(shí)間極短且不計(jì),重力加速度g取10m/s2。(1)通過計(jì)算,判斷乙算珠能否滑動(dòng)到邊框a;(2)求甲算珠從撥出到停下所需的時(shí)間。答案

(1)能,計(jì)算過程見解析

(2)0.2s解析

(1)甲算珠從被撥出到與乙算珠碰撞前,做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小解得v1=0.3

m/s甲、乙兩算珠碰撞時(shí),由題意可知碰撞過程中動(dòng)量守恒,取甲算珠初速度方向?yàn)檎较?則有mv1=mv1'+mv乙,其中v1'=0.1

m/s解得碰撞后乙算珠的速度v乙=0.2

m/s碰撞后,乙算珠做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小【對(duì)點(diǎn)演練】1.如圖所示,物流轉(zhuǎn)運(yùn)中心的水平地面上有一輛質(zhì)量為m0=4kg、長(zhǎng)為L(zhǎng)=1.4m的平板車,在平板車的右端放有質(zhì)量為m=1kg的快件(可視為質(zhì)點(diǎn)),快件與平板車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4。物流中心的工作人員要將快件卸到地面上,他采用了用水平力F拉平板車的方式,重力加速度g取10m/s2,不計(jì)平板車與地面間的摩擦阻力。(1)要讓快件能相對(duì)平板車滑動(dòng),求需要施加的最小水平力F0。(2)若用F=28N的水平恒力拉平板車,要將快件卸到地面上,拉力F作用的最短時(shí)間t為多少?答案

(1)20N

(2)1s解析

(1)當(dāng)快件剛要相對(duì)平板車滑動(dòng)時(shí),拉力F最小,有對(duì)快件:μmg=ma0對(duì)快件及平板車整體:F0=(m0+m)a0解得F0=20

N。(2)當(dāng)撤去拉力F后快件剛好能到達(dá)平板車左端時(shí),拉力F作用時(shí)間最短,設(shè)F的最短作用時(shí)間為tm,F作用時(shí)間內(nèi),快件在平板車上滑動(dòng)距離為L(zhǎng)1,撤去拉力F時(shí),快件的速度為v1,平板車的速度為v2,有對(duì)快件:μmg=ma1v1=a1tm對(duì)平板車:F-μmg=m0a2,v2=a2tm考點(diǎn)二動(dòng)量與能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用1.兩大觀點(diǎn)動(dòng)量的觀點(diǎn):動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律。能量的觀點(diǎn):動(dòng)能定理和能量守恒定律。2.解題技巧(1)若研究對(duì)象為一個(gè)系統(tǒng),應(yīng)優(yōu)先考慮應(yīng)用動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律(機(jī)械能守恒定律)。(2)若研究對(duì)象為單一物體,且涉及功和位移問題時(shí),應(yīng)優(yōu)先考慮動(dòng)能定理。(3)動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律(機(jī)械能守恒定律)、動(dòng)能定理都只考查一個(gè)物理過程的初、末兩個(gè)狀態(tài)有關(guān)物理量間的關(guān)系,對(duì)過程的細(xì)節(jié)不予細(xì)究,這正是它們的方便之處。特別對(duì)于變力做功問題,就更顯示出它們的優(yōu)越性?！镜淅黄啤康淅?.(2024湖北卷)如圖所示,水平傳送帶以5m/s的速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),傳送帶左右兩端的距離為3.6m。傳送帶右端的正上方有一懸點(diǎn)O,用長(zhǎng)為0.3m、不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛一質(zhì)量為0.2kg的小球,小球與傳送帶上表面平齊但不接觸。在O點(diǎn)右側(cè)的P點(diǎn)固定一釘子,P點(diǎn)與O點(diǎn)等高。將質(zhì)量為0.1kg的小物塊無初速輕放在傳送帶左端,小物塊運(yùn)動(dòng)到右端與小球正碰,碰撞時(shí)間極短,碰后瞬間小物塊的速度大小為1m/s、方向水平向左。小球碰后繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)輕繩被釘子擋住后,小球繼續(xù)繞P點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)。已知小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,重力加速度大小g取10m/s2。(1)求小物塊與小球碰撞前瞬間,小物塊的速度大小。(2)求小物塊與小球碰撞過程中,兩者構(gòu)成的系統(tǒng)損失的總動(dòng)能。(3)若小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正上方,輕繩不松弛,求P點(diǎn)到O點(diǎn)的最小距離。

【對(duì)點(diǎn)演練】2.(2023廣東湛江二模)如圖所示,固定的水平桌面左右兩端分別放有質(zhì)量為m1=0.5kg和m2=1kg的P、Q兩物塊(均可視為質(zhì)點(diǎn)),現(xiàn)給物塊P一水平向右的初速度,物塊P向右運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后與物塊Q發(fā)生彈性碰撞(時(shí)間極短),碰撞后物塊P停在桌面上距右端L=0.25m處,物塊Q離開桌面后做平拋運(yùn)動(dòng),水平射程x=1m。已知桌面距水平地面的高度h=1.25m,重力加速度大小g取10m/s2。求:(1)物塊Q離開桌面時(shí)的速度大小;(2)物塊P與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。答案

(1)2m/s

(2)0.2解析

(1)物塊Q離開桌面做平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向:h=gt2水平方向:x=v1t兩式聯(lián)立,可得物塊Q離開桌面時(shí)的速度大小v1=2

m/s?？键c(diǎn)三應(yīng)用力學(xué)三大觀點(diǎn)解決多過程問題1.表現(xiàn)形式(1)直線運(yùn)動(dòng):水平面上的直線運(yùn)動(dòng)、斜面上的直線運(yùn)動(dòng)、傳送帶上的直線運(yùn)動(dòng)。(2)圓周運(yùn)動(dòng):繩模型圓周運(yùn)動(dòng)、桿模型圓周運(yùn)動(dòng)、拱形橋模型圓周運(yùn)動(dòng)。(3)平拋運(yùn)動(dòng):與斜面相關(guān)的平拋運(yùn)動(dòng)、與圓軌道相關(guān)的平拋運(yùn)動(dòng)。2.解題策略(1)力的觀點(diǎn)解題:要認(rèn)真分析運(yùn)動(dòng)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(dòng)量(動(dòng)能),分析并求出過程中的沖量(功)。(3)過程中動(dòng)量或機(jī)械能守恒:根據(jù)題意選擇合適的初、末狀態(tài),列守恒關(guān)系式,一般這兩個(gè)守恒定律多用于求某狀態(tài)的速度(率)?！镜淅黄啤康淅?.(2022廣東卷)某同學(xué)受自動(dòng)雨傘開傘過程的啟發(fā),設(shè)計(jì)了如圖所示的物理模型。豎直放置在水平桌面上的滑桿上套有一個(gè)滑塊,初始時(shí)它們處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)滑塊從A處以初速度v0=10m/s向上滑動(dòng)時(shí),受到滑桿的摩擦力Ff為1N,滑塊滑到B處與滑桿發(fā)生完全非彈性碰撞,帶動(dòng)滑桿離開桌面一起豎直向上運(yùn)動(dòng)。已知滑塊的質(zhì)量m=0.2kg,滑桿的質(zhì)量m桿=0.6kg,A、B間的距離l=1.2m,重力加速度g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力。求:(1)滑塊在靜止時(shí)和向上滑動(dòng)的過程中,桌面對(duì)滑桿支持力的大小FN1和FN2;(2)滑塊碰撞前瞬間的速度大小v;(3)滑桿向上運(yùn)動(dòng)的最大高度h。思路點(diǎn)撥

(1)選擇合適的研究對(duì)象,對(duì)物體受力分析,結(jié)合牛頓第三定律得出桌面對(duì)滑桿的支持力;(2)根據(jù)動(dòng)能定理得出滑塊與滑桿碰撞前的速度;(3)碰撞瞬間動(dòng)量守恒,由此計(jì)算出整體的速度,結(jié)合動(dòng)能定理得出滑桿向上運(yùn)動(dòng)的最大高度。答案

(1)8N

5N

(2)8m/s

(3)0.2m解析

本題考查物體平衡、動(dòng)能定理、完全非彈性碰撞,意在考查綜合分析能力。(1)當(dāng)滑塊處于靜止時(shí)桌面對(duì)滑桿的支持力等于滑塊和滑桿的總重力,即FN1=(m+m桿)g=8

N滑塊向上滑動(dòng)過程中受到滑桿的摩擦力為1

N,根據(jù)牛頓第三定律可知滑塊對(duì)滑桿的摩擦力也為1

N,方向豎直向上,則此時(shí)桌面對(duì)滑桿的支持力為FN2=m桿g-Ff=5

N。(2)滑塊向上運(yùn)動(dòng)到碰前瞬間,根據(jù)動(dòng)能定理有

代入數(shù)據(jù)解得v=8

m/s。(3)由于滑塊和滑桿發(fā)生完全非彈性碰撞,即碰后兩者共速,碰撞過程根據(jù)動(dòng)量守恒有mv=(m+m桿)v共碰后滑塊和滑桿以速度v共整體向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理有【對(duì)點(diǎn)演練】3.(2024安徽卷)如圖所示,一實(shí)驗(yàn)小車靜止在光滑水平面上,其上表面有粗糙水平軌道與光滑四分之一圓弧軌道。圓弧軌道與水平軌道相切于圓弧軌道最低點(diǎn),一物塊靜止于小車最左端,一小球用不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線懸掛于O點(diǎn)正下方,并輕靠在物塊左側(cè)。將細(xì)線拉直到水平位置時(shí),靜止釋放小球,小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)與物塊發(fā)生彈性碰撞。碰撞后,物塊沿著軌道運(yùn)動(dòng)。已知細(xì)線