人教版(新教材)高中物理選擇性必修1第一章 動量守恒定律章末核心素養(yǎng)提升

人教版（新教材）高中物理選擇性必修第一冊PAGEPAGE1章末核心素養(yǎng)提升一、動量與動力學觀點的綜合應用〖例1〗(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＝10m/s2。求：(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。〖答案〗(1)3.0m/s(2)4.25m/s〖解析〗(1)設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摩擦因數(shù)。設碰撞后瞬間B車速度的大小為vB′，碰撞后滑行的距離為sB。由運動學公式有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。由運動學公式有vA′2＝2aAsA⑤設碰撞前的瞬間A車速度的大小為vA。兩車在碰撞過程中動量守恒，有mAvA＝mAvA′＋mBvB′⑥聯(lián)立③④⑤⑥式并利用題給數(shù)據(jù)得vA＝4.25m/s二、力學三大觀點的綜合應用1.解動力學問題的三個基本觀點(1)力的觀點：運用牛頓運動定律結(jié)合運動學知識解題，可處理勻變速運動問題。(2)能量觀點：用動能定理和能量守恒觀點解題，可處理非勻變速運動問題。(3)動量觀點：用動量定理和動量守恒觀點解題，可處理非勻變速運動問題。2.力學規(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)化為系統(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)化。這種問題由于作用時間都極短，因此用動量守恒定律去解決?！祭?〗(2021·河北省定州中學承智班月考)如圖所示，固定點O上系一長L＝0.6m的細繩，細繩的下端系一質(zhì)量m＝1.0kg的小球(可視為質(zhì)點)，原來處于靜止狀態(tài)，球與平臺的B點接觸但對平臺無壓力，平臺高h＝0.80m，一質(zhì)量M＝2.0kg的物塊開始靜止在平臺上的P點，現(xiàn)對物塊M施予一水平向右的初速度v0，物塊M沿粗糙平臺自左向右運動到平臺邊緣B處與小球m發(fā)生正碰，碰后小球m在繩的約束下做圓周運動，經(jīng)最高點A時，繩上的拉力恰好等于小球的重力，而物塊M落在水平地面上的C點，其水平位移x＝1.2m，不計空氣阻力，g＝10m/s2。(1)求物塊M碰撞后的速度大?。?2)若平臺表面與物塊M間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，物塊M與小球的初始距離為x1＝1.3m，求物塊M在P處的初速度大小?！即鸢浮?1)3.0m/s(2)7.0m/s〖解析〗(1)碰后物塊M做平拋運動，設其平拋運動的初速度為v3，平拋運動時間為th＝eq\f(1,2)gt2①x＝v3t②得v3＝xeq\r(\f(g,2h))＝3.0m/s。③(2)物塊M與小球在B點處碰撞，設碰撞前物塊M的速度為v1，碰撞后小球的速度為v2，由動量守恒定律得Mv1＝mv2＋Mv3④碰后小球從B點運動到最高點A過程中機械能守恒，設小球在A點的速度為vA，則eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)＋2mgL⑤小球在最高點時有2mg＝meq\f(veq\o\al(2,A),L)⑥由⑤⑥解得v2＝6.0m/s⑦由③④⑦得v1＝eq\f(mv2＋Mv3,M)＝6.0m/s⑧物塊M從P點運動到B點的過程中，由動能定理得－μMgx1＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,0)⑨解得v0＝eq\r(veq\o\al(2,1)＋2μgx1)＝7.0m/s⑩〖例3〗(2020·山東省泰安市聯(lián)考)如圖所示，質(zhì)量為m1＝0.5kg的小物塊P置于臺面上的A點并與水平彈簧的右端接觸(不拴接)，輕彈簧左端固定，且處于原長狀態(tài)。質(zhì)量M＝1kg的長木板靜置于水平面上，其上表面與水平臺面相平，且緊靠臺面右端。木板左端放有一質(zhì)量m2＝1kg的小滑塊Q?，F(xiàn)用水平向左的推力將P緩慢推至B點(彈簧仍在彈性限度內(nèi))，撤去推力，此后P沿臺面滑到邊緣C時速度v0＝10m/s，與小車左端的滑塊Q相碰，最后物塊P停在AC的正中點，滑塊Q停在木板上。已知臺面AB部分光滑，P與臺面AC間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.1，A、C間距離L＝4m?；瑝KQ與木板上表面間的動摩擦因數(shù)μ2＝0.4，木板下表面與水平面間的動摩擦因數(shù)μ3＝0.1(g取10m/s2)，求：(1)撤去推力時彈簧的彈性勢能；(2)長木板運動中的最大速度；(3)長木板的最小長度?！即鸢浮?1)27J(2)2m/s(3)3m〖解析〗(1)小物塊P由B點到C點的過程，由動能定理得W彈－μ1m1gL＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,0)－0解得W彈＝27JEp＝W彈＝27J即撤去推力時彈簧的彈性勢能為27J。(2)小物塊P和滑塊Q碰撞過程動量守恒，以v0的方向為正方向，有m1v0＝－m1vP＋m2vQ小物塊P從碰撞后到靜止－eq\f(1,2)μ1m1gL＝0－eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,P)解得vQ＝6m/s滑塊Q在長木板上滑動的過程中對Q：－μ2m2g＝m2a1對木板：μ2m2g－μ3(M＋m2)g＝Ma2解得a1＝－4m/s2，a2＝2m/s2當滑塊Q和木板速度相等時，木板速度最大，設最大速度為v，滑行時間為t0對Q：v＝vQ＋a