（通用版）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 6.3 專題4 力學(xué)三大觀點的綜合應(yīng)用課件 新人教版.ppt

1、專題4力學(xué)三大觀點的綜合應(yīng)用,基礎(chǔ)夯實,自我診斷,解答動力學(xué)綜合問題的三大基本觀點 1.解動力學(xué)問題的三個基本觀點,基礎(chǔ)夯實,自我診斷,2.力的瞬時作用和力的空間積累作用,基礎(chǔ)夯實,自我診斷,3.利用動量和能量的觀點解題的技巧 (1)若研究對象為一個系統(tǒng),應(yīng)優(yōu)先考慮應(yīng)用動量守恒定律和能量守恒定律(機(jī)械能守恒定律)。 (2)若研究對象為單一物體,且涉及功和位移問題時,應(yīng)優(yōu)先考慮動能定理。 (3)因為動量守恒定律、能量守恒定律(機(jī)械能守恒定律)、動能定理都只考查一個物理過程的始末兩個狀態(tài)有關(guān)物理量間的關(guān)系,對過程的細(xì)節(jié)不予細(xì)究,這正是它們的方便之處。特別對于變力做功問題,就更顯示出它們的優(yōu)越性。,

2、基礎(chǔ)夯實,自我診斷,1.一質(zhì)量為2 kg的物體受水平拉力F作用,在粗糙水平面上做加速直線運(yùn)動時的a-t圖像如圖所示,t=0時其速度大小為2 m/s,滑動摩擦力大小恒為2 N,則() A.t=6 s時,物體的速度為18 m/s B.在06 s內(nèi),合力對物體做的功為400 J C.在06 s內(nèi),拉力對物體的沖量為36 Ns D.t=6 s時,拉力F的功率為200 W,答案,解析,基礎(chǔ)夯實,自我診斷,2.如圖所示,水平光滑軌道AB與豎直半圓形光滑軌道在B點平滑連接,AB段長x=10 m,半圓形軌道半徑R=2.5 m。質(zhì)量m=0.10 kg的小滑塊(可視為質(zhì)點)在水平恒力F作用下,從A點由靜止開始運(yùn)動

3、,經(jīng)B點時撤去力F,小滑塊進(jìn)入半圓形軌道,沿軌道運(yùn)動到最高點C,從C點水平飛出。重力加速度g取10 m/s2。 (1)若小滑塊從C點水平飛出后又恰好落在A點。求: 滑塊通過C點時的速度大小; 滑塊剛進(jìn)入半圓形軌道時,在B點對軌道壓力的大小。 (2)如果要使小滑塊能夠通過C點,求水平恒力F應(yīng)滿足的條件。,基礎(chǔ)夯實,自我診斷,解析： (1)設(shè)滑塊從C點飛出時的速度為vC,從C點運(yùn)動到A點時間為t,滑塊從C點飛出后,做平拋運(yùn)動。 豎直方向:2R= gt2 水平方向:x=vCt 解得vC=10 m/s。 設(shè)滑塊通過B點時的速度為vB,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得,設(shè)滑塊在B點受軌道的支持力為FN,根據(jù)牛頓第二

4、定律得,聯(lián)立解得FN=9 N,根據(jù)牛頓第三定律,滑塊在B點對軌道的壓力FN=FN=9 N。,基礎(chǔ)夯實,自我診斷,(2)若滑塊恰好能夠經(jīng)過C點,設(shè)此時滑塊的速度為vC,滑塊由A點運(yùn)動到C點的過程中,由動能定理得,解得水平恒力F應(yīng)滿足的條件為F0.625 N。 答案： (1)10 m/s9 N(2)F0.625 N,基礎(chǔ)夯實,自我診斷,3.如圖所示,一質(zhì)量為m2的小車支架上用細(xì)線懸掛著一質(zhì)量為m3的小球停在光滑水平面上。另一質(zhì)量為m1的小車以速度v0向m2撞來,并立即與它粘連在一起。求小球m3能向上擺起的最大高度。,答案,解析,考點一,考點二,考點三,動力學(xué)方法的應(yīng)用(師生共研) 若一個物體參與了

5、多個運(yùn)動過程,而運(yùn)動過程只涉及運(yùn)動和力的問題或只要求分析物體的動力學(xué)特點而不涉及能量問題,則常常用牛頓運(yùn)動定律、運(yùn)動學(xué)規(guī)律和動量定理等求解。,考點一,考點二,考點三,例1(2018寧夏銀川質(zhì)檢)質(zhì)量為m1=1 200 kg的汽車A以速度v1=21 m/s沿平直公路行駛時,駕駛員發(fā)現(xiàn)前方不遠(yuǎn)處有一質(zhì)量m2=800 kg的汽車B以速度v2=15 m/s迎面駛來,兩車立即同時急剎車,使車做勻減速運(yùn)動,但兩車仍在開始剎車t=1 s后猛烈地相撞,相撞后結(jié)合在一起再滑行一段距離后停下,設(shè)兩車與路面間的動摩擦因數(shù)=0.3,g取10 m/s2,忽略碰撞過程中路面摩擦力的沖量,求: (1)兩車碰撞后剛結(jié)合在一起

6、時的速度大小; (2)設(shè)兩車相撞時間(從接觸到一起滑行)t0=0.2 s,則A車受到的水平平均沖力是其自身重力的幾倍; (3)兩車一起滑行的距離。,考點一,考點二,考點三,解析：(1)對減速過程有a=g, 對A車有vA=v1-at, 對B車有vB=v2-at, 以碰撞前A車運(yùn)動的方向為正方向,對碰撞過程由動量守恒定律得m1vA-m2vB=(m1+m2)v共, 解得v共=6 m/s。 (2)對A車由動量定理得,-Ft0=m1v共-m1vA, 解得F=7.2104 N。,解得x=6 m。 答案：(1)6 m/s(2)6倍(3)6 m,考點一,考點二,考點三,例2如圖所示,一質(zhì)量為m的物塊在與水平方

7、向成的力F的作用下從A點由靜止開始沿水平直軌道運(yùn)動,到B點后撤去力F,物體飛出后越過“壕溝”落在平臺EG段。已知物塊的質(zhì)量m=1 kg,物塊與水平直軌道間的動摩擦因數(shù)=0.5,AB段長L=10 m,B、E兩點的高度差h=0.8 m,B、E兩點的水平距離x=1.6 m。若物塊可看作質(zhì)點,空氣阻力不計,g取10 m/s2。,考點一,考點二,考點三,(1)為使物塊越過“壕溝”,求物塊在B點最小速度v的大小; (2)若=37,為使物塊恰好越過“壕溝”,求拉力F的大小;(sin 37=0.6,cos 37=0.8) (3)若大小不確定,為使物塊恰好越過“壕溝”,求力F的最小值。(結(jié)果可保留根號),答案,

8、解析,考點一,考點二,考點三,突破訓(xùn)練 1.(2018山西五校四聯(lián))如圖甲所示,質(zhì)量均為m=0.5 kg的相同物塊P和Q(可視為質(zhì)點)分別靜止在水平地面上A、C兩點。P在按圖乙所示隨時間變化的水平力F作用下由靜止開始向右運(yùn)動,3 s末撤去力F,此時P運(yùn)動到B點,之后繼續(xù)滑行并與Q發(fā)生彈性碰撞。已知B、C兩點間的距離l=3.75 m,P、Q與地面間的動摩擦因數(shù)均為=0.2,g取10 m/s2,求P到達(dá)B點時的速度大小v及其與Q碰撞前瞬間的速度大小v1。,考點一,考點二,考點三,解析：在03 s內(nèi),以向右為正方向,對P由動量定理有 F1t1+F2t2-mg(t1+t2)=mv-0, 其中F1=2

9、N,F2=3 N,t1=2 s,t2=1 s, 解得v=8 m/s, 設(shè)P在B、C兩點間滑行的加速度大小為a,由牛頓第二定律有mg=ma, 解得v1=7 m/s。 答案：8 m/s7 m/s,考點一,考點二,考點三,能量觀點的應(yīng)用(師生共研) 若一個物體參與了多個運(yùn)動過程,若該過程涉及能量轉(zhuǎn)化問題,并且具有功能關(guān)系的特點,則往往用動能定理、機(jī)械能守恒定律或能量守恒定律求解。,考點一,考點二,考點三,例3如圖所示,一物體質(zhì)量m=2 kg,在傾角=37的斜面上的A點以初速度v0=3 m/s下滑,A點距彈簧上端B的距離AB=4 m。當(dāng)物體到達(dá)B點后又將彈簧壓縮到C點,最大壓縮量BC=0.2 m,然后

10、物體又被彈簧彈回,彈到的最高位置D點,D點距A點的距離AD=3 m。擋板及彈簧質(zhì)量不計,g取10 m/s2,sin 37=0.6。求: (1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù); (2)彈簧的最大彈性勢能Epm。,答案,解析,考點一,考點二,考點三,解題探究物體從開始位置A點到最后D點的過程中,彈性勢能沒有(選填“有”或“沒有”)發(fā)生變化;利用公式Q=Ffx計算摩擦生熱時,x表示物體經(jīng)過的路程。 物體到達(dá)C點時,原來在A點的動能和重力勢能轉(zhuǎn)化成了何種能量? 提示：彈性勢能和內(nèi)能。,考點一,考點二,考點三,例4(多選)如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與一質(zhì)量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連,彈簧水

11、平且處于原長。若圓環(huán)從A處由靜止開始下滑,則其經(jīng)過B處的速度最大,到達(dá)C處的速度為零,AC=h。若圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的初速度v,則恰好能回到A。彈簧始終在彈性限度內(nèi)。則圓環(huán)() A.下滑過程中,加速度一直減小,D.上滑經(jīng)過B的速度大于下滑經(jīng)過B的速度,答案,解析,考點一,考點二,考點三,力學(xué)三大觀點的綜合應(yīng)用(師生共研) 這類模型各階段的運(yùn)動過程具有獨立性,只要對不同過程分別選用相應(yīng)規(guī)律即可,兩個相鄰的過程連接點的速度是聯(lián)系兩過程的紐帶。,考點一,考點二,考點三,例5如圖所示,一條帶有圓軌道的長軌道水平固定,圓軌道豎直,底端分別與兩側(cè)的直軌道相切,半徑R=0.5 m,物塊A以v0=6 m

12、/s的速度滑入圓軌道,滑過最高點Q,再沿圓軌道滑出后,與直軌道上P處靜止的物塊B碰撞,碰后粘在一起運(yùn)動,P點左側(cè)軌道光滑,右側(cè)軌道呈粗糙段、光滑段交替排列,每段長度都為l=0.1 m,物塊與各粗糙段間的動摩擦因數(shù)都為=0.1,A、B的質(zhì)量均為m=1 kg(重力加速度g取10 m/s2;A、B視為質(zhì)點,碰撞時間極短)。,考點一,考點二,考點三,(1)求A滑過Q點時的速度大小v和受到的彈力大小F; (2)若碰后AB最終停止在第k個粗糙段上,求k的數(shù)值; (3)求碰后AB滑至第n個(nk)光滑段上的速度vn與n的關(guān)系式。,解得A滑過Q點時受到的彈力F=22 N。,考點一,考點二,考點三,(2)設(shè)A、

13、B碰撞前A的速度為vA,由機(jī)械能守恒定律有,解得vA=v0=6 m/s, A、B碰撞后以共同的速度vP前進(jìn),以v0的方向為正方向,由動量守恒定律得 mvA=(m+m)vP, 解得vP=3 m/s,滑塊每經(jīng)過一段粗糙段損失的機(jī)械能 E=Ffl=(m+m)gl=0.2 J,考點一,考點二,考點三,(3)A、B從碰撞到滑至第n個光滑段上損失的能量E損=nE=0.2n J,考點一,考點二,考點三,例6如圖所示,一小車置于光滑水平面上,輕質(zhì)彈簧右端固定,左端栓接物塊b,小車質(zhì)量m0=3 kg,AO部分粗糙且長l=2 m,動摩擦因數(shù)=0.3,OB部分光滑。另一小物塊a,放在小車的最左端,和小車一起以v0=

14、4 m/s的速度向右勻速運(yùn)動,小車撞到固定擋板后瞬間速度變?yōu)榱?但不與擋板粘連。已知車OB部分的長度大于彈簧的自然長度,彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。a、b兩物塊視為質(zhì)點,質(zhì)量均為m=1 kg,碰撞時間極短且不粘連,碰后一起向右運(yùn)動。(g取10 m/s2)求:,考點一,考點二,考點三,(1)物塊a與b碰后的速度大小; (2)當(dāng)物塊a相對小車靜止時小車右端B到擋板的距離; (3)當(dāng)物塊a相對小車靜止時在小車上的位置到O點的距離。,答案,解析,考點一,考點二,考點三,規(guī)律方法1.利用動量的觀點和能量的觀點解題應(yīng)注意下列問題。 (1)動量守恒定律是矢量表達(dá)式,還可寫出分量表達(dá)式;而動能定理和能量守恒定律是

15、標(biāo)量表達(dá)式,絕無分量表達(dá)式。 (2)中學(xué)階段凡可用力和運(yùn)動的觀點解決的問題,若用動量的觀點或能量的觀點求解,一般都要比用力和運(yùn)動的觀點要簡便,而中學(xué)階段涉及的曲線運(yùn)動(a不恒定)、豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動、碰撞等,就中學(xué)知識而言,不可能單純考慮用力和運(yùn)動的觀點求解。 2.應(yīng)用動量、能量觀點解決問題的兩點技巧。 (1)靈活選取系統(tǒng)的構(gòu)成,根據(jù)題目的特點可選取其中動量守恒或能量守恒的幾個物體為研究對象,不一定選所有的物體為研究對象。 (2)靈活選取物理過程。在綜合題目中,物體運(yùn)動常有幾個不同過程,根據(jù)題目的已知、未知靈活地選取物理過程來研究。列方程前要注意鑒別、判斷所選過程動量、機(jī)械能的守恒情況。,考點

16、一,考點二,考點三,突破訓(xùn)練 2.(2016全國卷)如圖所示,水平地面上有兩個靜止的小物塊a和b,其連線與墻垂直,a和b相距l(xiāng),b與墻之間也相距l(xiāng);a的質(zhì)量為m,b的質(zhì)量為 m。兩物塊與地面間的動摩擦因數(shù)均相同?，F(xiàn)使a以初速度v0向右滑動。此后a與b發(fā)生彈性碰撞,但b沒有與墻發(fā)生碰撞。重力加速度大小為g。求物塊與地面間的動摩擦因數(shù)滿足的條件。,考點一,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,由題意,b沒有與墻發(fā)生碰撞,聯(lián)立式,a與b發(fā)生碰撞、但b沒有與墻發(fā)生碰撞的條件為,考點一,考點二,考點三,3.如圖所示,物塊A通過一不可伸長的輕繩懸掛在天花板下,初始時靜止;從發(fā)射器(圖中未畫出)射出的物塊B沿水平方向與A相撞,碰撞后兩者粘連在一起運(yùn)動,碰撞前B的速度的大小v及碰撞后A和B一起上升的最大高度h均可由傳感器(圖中未畫出)測得。某同學(xué)以h為縱坐標(biāo)、v2為橫坐標(biāo),利用實驗數(shù)據(jù)作直線擬合,求得該直線的斜率為k=1.9210-3 s2/m。已知物塊A和B的質(zhì)量分別為mA=0.400 kg和m