選修第六章專題突破力學(xué)觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用文檔ppt第1頁，共38頁。突破一動(dòng)量觀點(diǎn)與動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用1．牛頓第二定律揭示了力的瞬時(shí)效應(yīng)，在研究某一物體所受的力的瞬時(shí)作用與物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，或者物體受恒力作用直接涉及物體運(yùn)動(dòng)過程中的加速度問題時(shí)，應(yīng)采用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)。2．動(dòng)量定理反映了力對(duì)時(shí)間的累積效應(yīng)，適用于不涉及物體運(yùn)動(dòng)過程中的加速度、位移，而涉及運(yùn)動(dòng)時(shí)間的問題，特別對(duì)沖擊類問題，應(yīng)采用動(dòng)量定理求解。3．若研究對(duì)象是相互作用的物體組成的系統(tǒng)，則有時(shí)既要用到動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)，又要用到動(dòng)量守恒定律。第2頁，共38頁?！纠?】

(2018·全國卷Ⅱ，24)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(dòng)措施，但仍然撞上了汽車B。兩車碰撞時(shí)和兩車都完全停止后的位置如圖1所示，碰撞后B車向前滑動(dòng)了4.5m，A車向前滑動(dòng)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(dòng)摩擦因數(shù)均為0.10，兩車碰撞時(shí)間極短，在碰撞后車輪均沒有滾動(dòng)，重力加速度大小g＝10m/s2。求：圖1(1)碰撞后的瞬間B車速度的大??；(2)碰撞前的瞬間A車速度的大小。第3頁，共38頁。解析(1)設(shè)B車的質(zhì)量為mB，碰后加速度大小為aB。根據(jù)牛頓第二定律有μmBg＝mBaB①式中μ是汽車與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。設(shè)碰撞后瞬間B車速度的大小為vB′，碰撞后滑行的距離為sB。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有vB′2＝2aBsB②聯(lián)立①②式并利用題給數(shù)據(jù)得vB′＝3.0m/s③(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＝mAaA④設(shè)碰撞后瞬間A車速度的大小為vA′，碰撞后滑行的距離為sA。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有vA′2＝2aAsA⑤第4頁，共38頁。設(shè)碰撞前的瞬間A車速度的大小為vA。兩車在碰撞過程中動(dòng)量守恒，有mAvA＝mAvA′＋mBvB′⑥聯(lián)立③④⑤⑥式并利用題給數(shù)據(jù)得vA＝4.3m/s⑦答案(1)3.0m/s

(2)4.3m/s第5頁，共38頁。1．(多選)從2017年6月5日起至年底，蘭州交警采取五項(xiàng)措施部署預(yù)防較大道路交通事故工作。在交通事故中，汽車與拖車脫鉤有時(shí)發(fā)生。如圖2所示，質(zhì)量為M的汽車帶著質(zhì)量為m的拖車在平直公路上以加速度a勻加速前進(jìn)，當(dāng)速度為v0時(shí)拖車突然與汽車脫鉤，到拖車停下瞬間司機(jī)才發(fā)現(xiàn)。若汽車的牽引力一直未變，車與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，那么從脫鉤到拖車剛停下的過程中，下列說法正確的是(

)第6頁，共38頁。解析汽車和拖車整體所受合外力不為零，故動(dòng)量不守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；汽車和拖車整體除重力之外的其他力做功之和大于零，系統(tǒng)機(jī)械能增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；以拖車為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得－μmg＝ma′，則a′＝－μg，由－v0＝a′t得，拖車脫鉤后第7頁，共38頁。答案

CD第8頁，共38頁。圖3(1)a球與b球碰前瞬間的速度多大？(2)a、b兩球碰后，細(xì)繩是否會(huì)斷裂？(要求通過計(jì)算回答)2．如圖3所示，質(zhì)量為m的b球用長為h的細(xì)繩懸掛于水平軌道BC的出口C處，質(zhì)量也為m的小球a從距BC高h(yuǎn)的A處由靜止釋放，沿光滑軌道ABC滑下，在C處與b球發(fā)生正碰并與b粘在一起。已知BC軌道距地面有一定的高度，懸掛b球的細(xì)繩能承受的最大拉力為2.8mg。則：第9頁，共38頁。解析(1)設(shè)a球與b球碰前瞬間的速度大小為vC，

(2)設(shè)碰后b球的速度為v，a、b碰撞過程中動(dòng)量守恒，則mvC＝(m＋m)v第10頁，共38頁。假設(shè)a、b球碰撞后將一起繞O點(diǎn)擺動(dòng)，設(shè)小球在最低點(diǎn)時(shí)細(xì)繩拉力為FT，解得FT＝3mg因FT＞2.8mg，故細(xì)繩會(huì)斷裂。第11頁，共38頁。動(dòng)量觀點(diǎn)與能量觀點(diǎn)綜合應(yīng)用技巧(1)注意研究過程的合理選取，不管是動(dòng)能定理還是機(jī)械能守恒定律或動(dòng)量守恒定律，都應(yīng)合理選取研究過程。(2)要掌握摩擦力做功的特征、摩擦力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系以及物體在相互作用時(shí)能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系。(3)注意方向性問題，運(yùn)用動(dòng)量定理或動(dòng)量守恒定律求解時(shí)，都要選定一個(gè)正方向，對(duì)力、速度、動(dòng)量等矢量都應(yīng)用正、負(fù)號(hào)代表其方向，代入相關(guān)的公式中進(jìn)行運(yùn)算。另外，對(duì)于碰撞問題，要注意碰撞的多種可能性，做出正確的分析判斷后，再針對(duì)不同情況進(jìn)行計(jì)算，避免出現(xiàn)漏洞。突破二動(dòng)量觀點(diǎn)與能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用第12頁，共38頁?！纠?】

(2018·全國卷Ⅰ，24)一質(zhì)量為m的煙花彈獲得動(dòng)能E后，從地面豎直升空。當(dāng)煙花彈上升的速度為零時(shí)，彈中火藥爆炸將煙花彈炸為質(zhì)量相等的兩部分，兩部分獲得的動(dòng)能之和也為E，且均沿豎直方向運(yùn)動(dòng)。爆炸時(shí)間極短，重力加速度大小為g，不計(jì)空氣阻力和火藥的質(zhì)量。求： (1)煙花彈從地面開始上升到彈中火藥爆炸所經(jīng)過的時(shí)間； (2)爆炸后煙花彈向上運(yùn)動(dòng)的部分距地面的最大高度。第13頁，共38頁。解析(1)設(shè)煙花彈上升的初速度為v0，由題給條件有設(shè)煙花彈從地面開始上升到火藥爆炸所用的時(shí)間為t，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有0－v0＝－gt②聯(lián)立①②式得第14頁，共38頁。(2)設(shè)爆炸時(shí)煙花彈距地面的高度為h1，由機(jī)械能守恒定律有E＝mgh1④火藥爆炸后，煙花彈上、下兩部分均沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，設(shè)爆炸后瞬間其速度分別為v1和v2。由題給條件和動(dòng)量守恒定律有由⑥式知，煙花彈兩部分的速度方向相反，向上運(yùn)動(dòng)部分做豎直上拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)爆炸后煙花彈向上運(yùn)動(dòng)部分繼續(xù)上升的高度為h2，由機(jī)械能守恒定律有第15頁，共38頁。聯(lián)立④⑤⑥⑦式得，煙花彈向上運(yùn)動(dòng)部分距地面的最大高度為第16頁，共38頁。1．(多選)如圖4，兩質(zhì)量分別為m1＝1kg和m2＝4kg小球在光滑水平面上相向而行，速度分別為v1＝4m/s和v2＝6m/s，發(fā)生碰撞后，系統(tǒng)可能損失的機(jī)械能為(

)圖4 A．25J

B．35J

C．45J

D．55J第17頁，共38頁。答案AB第18頁，共38頁。圖5(1)購物車碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能；(2)工人給第一輛購物車的水平?jīng)_量大小。2．如圖5所示，某超市兩輛相同的手推購物車質(zhì)量均為10kg，相距為3m沿直線排列，靜置于水平地面上。為了節(jié)省收納空間，工人給第一輛車一個(gè)瞬間的水平推力使其運(yùn)動(dòng)，并與第二輛車相碰，且在極短時(shí)間內(nèi)相互嵌套結(jié)為一體，以共同的速度運(yùn)動(dòng)了1m，恰好?？吭趬?。若車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力恒為車重力的0.2，忽略空氣阻力，重力加速度g＝10m/s2。求：第19頁，共38頁。解析(1)設(shè)第一輛車碰前瞬間的速度為v1，碰前兩車間距為L1，與第二輛車碰后的共同速度為v2，共同移動(dòng)的距離為L2，由動(dòng)量守恒定律得mv1＝2mv2第20頁，共38頁。(2)設(shè)第一輛車推出時(shí)的速度為v0第21頁，共38頁。1．解動(dòng)力學(xué)問題的三個(gè)基本觀點(diǎn)

突破三力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用(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)量定理和動(dòng)量守恒觀點(diǎn)解題，可處理非勻變速運(yùn)動(dòng)問題。第22頁，共38頁。(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)三大定律解題：動(dòng)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(gè)守恒定律多用于求某狀態(tài)的速度(率)。2．應(yīng)對(duì)策略第23頁，共38頁。圖6【例3】如圖6甲所示，半徑R＝0.45m的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，B為軌道最低點(diǎn)，在光滑水平面上緊挨B點(diǎn)有一靜止的平板車，其質(zhì)量M＝5kg，長度L′＝0.5m，車的上表面與B點(diǎn)等高，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從圓弧軌道最高點(diǎn)A由靜止釋放，其質(zhì)量m＝1kg，g取10m/s2。第24頁，共38頁。(1)求物塊滑到B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大??；(2)若平板車上表面粗糙，物塊最終沒有滑離平板車，求物塊最終速度的大小；(3)若將平板車固定且在上表面鋪上一種動(dòng)摩擦因數(shù)逐漸增大的特殊材料，物塊在平板車上向右滑動(dòng)時(shí)，所受摩擦力f隨它距B點(diǎn)位移L的變化關(guān)系如圖乙所示，物塊最終滑離了平板車，求物塊滑離平板車時(shí)的速度大小。第25頁，共38頁。解析(1)物塊從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過程中機(jī)械能守恒解得vB＝3m/s解得物塊在B點(diǎn)時(shí)受到軌道對(duì)它的支持力FN＝30N由牛頓第三定律物塊滑到B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力FN′＝FN＝30N第26頁，共38頁。(2)物塊滑上平板車后，物塊與平板車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒有，mvB＝(m＋M)v共解得物塊最終速度的大小v共＝0.5m/s(3)物塊在平板車上滑行時(shí)克服摩擦力做的功Wf為f－L圖線與橫軸所圍的面積，則

物塊在平板車上滑動(dòng)過程中，由動(dòng)能定理得第27頁，共38頁。1．(2018·四川雙流中學(xué)診斷)如圖7所示，A、B兩個(gè)物體粘在一起以v0＝3m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)，物體中間有少量炸藥，經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)炸藥爆炸，假設(shè)所有的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為A、B兩個(gè)物體的動(dòng)能且兩物體仍然在水平面上運(yùn)動(dòng)，爆炸后A物體的速度依然向右，大小變?yōu)関A＝2m/s，B物體繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)進(jìn)入光滑半圓軌道且恰好通過最高點(diǎn)D，已知兩物體的質(zhì)量mA＝mB＝1kg，O點(diǎn)到半圓軌道最低點(diǎn)C的距離xOC＝0.25m，物體與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.2，A、B兩個(gè)物體均可視為質(zhì)點(diǎn)，取g＝10m/s2，求：第28頁，共38頁。圖7(1)炸藥的化學(xué)能E；(2)半圓軌道的半徑R。解析(1)A、B在炸藥爆炸前后動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律可得2mv0＝mvA＋mvB，兩式聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得E＝1J。第29頁，共38頁。答案(1)1J

(2)0.3m第30頁，共38頁。圖82．如圖8甲所示，質(zhì)量均為m＝0.5kg的相同物塊P和Q(均可視為質(zhì)點(diǎn))分別靜止在水平地面上A、C兩點(diǎn)，P在按圖乙所示的隨時(shí)間變化的水平力F作用下由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，3s末撤去F，此時(shí)P運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，之后繼續(xù)滑行并與Q發(fā)生彈性碰撞。已知B、C兩點(diǎn)間的距離L＝3.75m，P、Q與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.2，取g＝10m/s2，求：第31頁，共38頁。(1)P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小v及其與Q碰撞前瞬間的速度大小v1；(2)Q運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t。解析(1)在0～3s內(nèi)，對(duì)P，由動(dòng)量定理可得F1t1＋F2t2－μmg(t1＋t2)＝mv－0，其中F1＝2N，F(xiàn)2＝3N，t1＝2s，t2＝1s，解得v＝8m/s。設(shè)P在B、C兩點(diǎn)間滑行的加速度大小為a，由牛頓第二定律可得μmg＝ma，

第32頁，共38頁。(2)設(shè)P與Q發(fā)生彈性碰撞后瞬間的速度大小分別為v1′和v2′，取水平向右為正方向，

由動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律可得mv1＝mv1′＋mv2′，解得v1＝7m/s。聯(lián)立解得v2′＝v1＝7m/s，碰后Q做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小a′＝μg＝2m/s2，答案(1)8m/s

7m/s

(2)3.5s第33頁，共38頁。規(guī)范解答——答題“四規(guī)范”第34頁，共38頁。經(jīng)典案例審題關(guān)鍵

(20分)如圖9所示，在光滑水平桌面EAB上有質(zhì)量為M＝0.2kg的小球P和質(zhì)量為m＝0.1kg的小球Q，P、Q之間壓縮一輕彈簧(輕彈簧與兩小球不拴接)，桌面邊緣E處放置一質(zhì)量也為m＝0.1kg的橡皮泥球S，在B處固定一與水平桌面相切的光滑豎直半圓形軌道。釋放被壓縮的輕彈簧，P、Q兩小球被輕彈簧彈出，小球P與彈簧分離后進(jìn)入半圓形軌道，恰好能夠通過半圓形軌道的最高點(diǎn)C；小球Q與彈簧分離后與桌面邊緣的橡皮泥球S碰撞后合為一體飛出，落在水平地面上的D點(diǎn)。已知水平桌面高為h＝0.2m，D點(diǎn)到桌面邊緣的水平距離為x＝0.2m，重力加速度為g＝10m/s2，求：(1)小球P經(jīng)過半圓形軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力大小FNB′；(2)小球Q與橡皮泥球S碰撞前瞬間的速度大小vQ；(3)被壓縮的輕彈簧的彈性勢能Ep。圖9第35頁，共38頁。規(guī)范解答答題“四規(guī)范”1.文字說明規(guī)范文字說明要用規(guī)范的物理語言和符號(hào)。對(duì)題干中未出現(xiàn)的字母進(jìn)行說明時(shí)，字母書寫要規(guī)范。