2022年(老高考)人教版物理一轮复习课件:专题强化5 力学三大观点的综合应用.pptx
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1、第六章 动量动量和动量守恒定律和动量守恒定律 专题强化五 力学三大观点的综合应用 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 模型一模型一 “物体与物体物体与物体”正碰模型正碰模型 一一、解动力学问题的三个基本观点解动力学问题的三个基本观点 力的观点力的观点 运用牛顿运动定律结合运动学知识解题,可处理匀变速运用牛顿运动定律结合运动学知识解题,可处理匀变速 直线运动问题直线运动问题 能量观点能量观点 用动能定理和能量守恒观点解题,可处理非匀变速运动用动能定理和能量守恒观点解题,可处理非匀变速运动 问题问题 动量观点动量观点 用动量定理和动量守恒观点解题,可处理非匀变速运动用动量定理和动量守
2、恒观点解题,可处理非匀变速运动 问题问题 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 二二、动量观点和能量观点的比较动量观点和能量观点的比较 相同点相同点 研究对象都是相互作用的物体组成的系统研究对象都是相互作用的物体组成的系统 研究过程都是某一运动过程研究过程都是某一运动过程 不同点不同点 动量守恒定律是矢量表达式,还可以写出分量表达式;而动量守恒定律是矢量表达式,还可以写出分量表达式;而 动能定理和能量守恒定律都是标量表达式,无分量表达式动能定理和能量守恒定律都是标量表达式,无分量表达式 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 三三、利用动量和能量的观点解题的技巧利用动量和
3、能量的观点解题的技巧 (1)若研究对象为一个系统若研究对象为一个系统,应优先考虑应用动量守恒定律和能量守应优先考虑应用动量守恒定律和能量守 恒定律恒定律(机械能守恒定律机械能守恒定律)。 (2)若研究对象为单一物体若研究对象为单一物体,且涉及功和位移问题时且涉及功和位移问题时,应优先考虑动应优先考虑动 能定理能定理。 (3)若研究过程涉及时间若研究过程涉及时间,一般考虑用动量定理或运动学公式一般考虑用动量定理或运动学公式。 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 (4)因为动量守恒定律因为动量守恒定律、能量守恒定律能量守恒定律(机械能守恒定律机械能守恒定律)、动能定理动能定理 都只考
4、查一个物理过程的始末两个状态有关物理量间的关系都只考查一个物理过程的始末两个状态有关物理量间的关系,对过程的对过程的 细节不予细究细节不予细究,这正是它们的方便之处这正是它们的方便之处。特别对于变力做功问题特别对于变力做功问题,就更就更 显示出它们的优越性显示出它们的优越性。 1动力学方法的应用动力学方法的应用 若一个物体参与了多个运动过程若一个物体参与了多个运动过程,而运动过程只涉及运动和力的问而运动过程只涉及运动和力的问 题或只要求分析物体的动力学特点而不涉及能量问题题或只要求分析物体的动力学特点而不涉及能量问题,则常常用牛顿运则常常用牛顿运 动定律和运动学规律求解动定律和运动学规律求解。
5、 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 (2021 安徽濉溪月考安徽濉溪月考)如图所示如图所示,长长L1.5 m、高高h0.45 m、质量质量M10 kg的长方体木箱的长方体木箱,在地面上向右做直线运动在地面上向右做直线运动。当木箱的当木箱的 速度速度v03.6 m/s时时,对木箱施加一个方向水平向左的恒力对木箱施加一个方向水平向左的恒力F50 N,并并 同时将一个质量同时将一个质量m1 kg的小球轻放在距木箱右端的小球轻放在距木箱右端0.5 m的的P点点(小球可视小球可视 为质点为质点,放在放在P点时相对于地面的速度为零点时相对于地面的速度为零),经过一段时间经过一段时间,小球脱
6、离小球脱离 木箱落到地面木箱落到地面。木箱与地面间的动摩擦因数为木箱与地面间的动摩擦因数为0.2,其他摩擦均不计其他摩擦均不计。g 取取10 m/s2。求:求: 例例1 (1)小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间;小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间; (2)小球放到小球放到P点后点后,木箱向右运动的最大位移大小;木箱向右运动的最大位移大小; (3)小球离开木箱时木箱的速度大小小球离开木箱时木箱的速度大小。 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 解析解析 本题考查板块模型。本题考查板块模型。 (1)设小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间为设小球从离开木箱开始至落到地面所用的时
7、间为 t,由,由 h1 2gt 2, , 解得解得 t 2h g 0.3 s。 (2) 小 球 放 到 木 箱 上 后 相 对小 球 放 到 木 箱 上 后 相 对 地 面 静 止 , 木 箱 的 加 速 度地 面 静 止 , 木 箱 的 加 速 度 a1 F Mm g M 7.2 m/s2,设小球一直没有从木箱左端掉下,则木箱向右,设小球一直没有从木箱左端掉下,则木箱向右 运动到速度为零时的位移大小运动到速度为零时的位移大小 x1 v2 0 2a1 0.9 m, x11 m, 故小球不会从木, 故小球不会从木 箱的左端掉下,故木箱向右运动的最大位移为箱的左端掉下,故木箱向右运动的最大位移为
8、0.9 m。 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 答案答案 (1)0.3 s (2)0.9 m (3)2.8 m/s (3)木箱向左运动的加速度木箱向左运动的加速度 a2F Mm g M 2.8 m/s2, 设木箱向左运动的距离为设木箱向左运动的距离为 x2时,小球离开木箱,时,小球离开木箱, 则则 x2x10.5 m1.4 m, 设木箱向左运动的时间为设木箱向左运动的时间为 t,由,由 x21 2a2t 2, 解得解得 t 2x2 a2 1 s, 小球刚离开木箱瞬间,木箱的速度方向向左,小球刚离开木箱瞬间,木箱的速度方向向左, 大小大小 va2t2.8 m/s。 高考一轮总复习
9、 物理 第六章 动量和动量守恒定律 2能量观点的应用能量观点的应用 若一个物体参与了多个运动过程若一个物体参与了多个运动过程,若该过程涉及能量转化问题若该过程涉及能量转化问题,并并 且具有功能关系的特点且具有功能关系的特点,则往往用动能定理则往往用动能定理、能量守恒定律求解能量守恒定律求解。 (2021 江西抚州七校联考江西抚州七校联考)将一轻质弹簧竖直固定在水平地将一轻质弹簧竖直固定在水平地 面上处于原长状态面上处于原长状态,让一让一质量质量 m020 g的小球从弹簧上的小球从弹簧上端由端由 静止静止释放释放,小球最大下落小球最大下落高度高度 h15 cm,将该弹簧固定在将该弹簧固定在如如
10、图图所示的轨道左侧竖直墙壁上所示的轨道左侧竖直墙壁上, 例例2 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 轨道中部有一半径轨道中部有一半径R0.1 m的竖直圆轨道的竖直圆轨道,不同轨道的连接处均为平滑不同轨道的连接处均为平滑 连接连接,小滑块可以从圆轨道最低点的一侧进入圆轨道小滑块可以从圆轨道最低点的一侧进入圆轨道,绕圆轨道一周后绕圆轨道一周后 从最低点向另一侧运动从最低点向另一侧运动。轨道上弹簧右侧的轨道上弹簧右侧的M点到圆轨道左侧点到圆轨道左侧N点的距点的距 离离xMN0.6 m的范围内有摩擦的范围内有摩擦,而其他部分均光滑而其他部分均光滑。让另一质量让另一质量m10 g的小滑块从
11、轨道右侧高的小滑块从轨道右侧高h2(未知未知)处由静止释放处由静止释放,小滑块恰好能通过圆轨小滑块恰好能通过圆轨 道最高点道最高点C,且第一次恰好能把弹簧压缩且第一次恰好能把弹簧压缩5 cm,现让该小滑块从轨道右现让该小滑块从轨道右 侧侧h30.4 m处由静止释放处由静止释放,已知重力加速度已知重力加速度g10 m/s2,求:求: (1)小滑块下落的高度小滑块下落的高度h2; (2)小滑块停止时的位置到小滑块停止时的位置到N点的距离点的距离。 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 解析解析 (1)小滑块恰好能过小滑块恰好能过 C 点,根据牛顿第二定律可得:点,根据牛顿第二定律可得:
12、 mgmv 2 C R 由机械能守恒定律可得:由机械能守恒定律可得:mgh2mg 2R1 2mv 2 C 解得:解得:h20.25 m。 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 (2)弹簧竖直放置弹簧竖直放置,被压缩被压缩h15 cm时的弹性势能时的弹性势能 Epm0gh10.01 J。 由能量守恒可知由能量守恒可知,小滑块滑至第一次把弹簧压缩到最短时有:小滑块滑至第一次把弹簧压缩到最短时有: mgh2mgxMNEp, 其中其中EpEp0.01 J 解得:解得:mgxMN0.015 J 当小滑块从当小滑块从h30.4 m处下滑后处下滑后,第二次通过第二次通过N点时的动能为:点时的动能
13、为: EkNmgh32mgxMN0.01 J 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 此时此时小滑块动能小于小滑块动能小于0.015 J,故小滑块不再与弹簧相碰故小滑块不再与弹簧相碰 由能量守恒可得:由能量守恒可得:EkNmgx 解得:解得:x0.4 m 小滑块最终停在小滑块最终停在N点左侧点左侧0.4 m处处。 答案答案 (1)0.25 m (2)0.4 m 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 3力学三大观点的综合应用力学三大观点的综合应用 这类模型各阶段的运动过程具有独立性这类模型各阶段的运动过程具有独立性,只要对不同过程分别选用只要对不同过程分别选用 相应规律即可
14、相应规律即可,两个相邻的过程连接点的速度是联系两过程的纽带两个相邻的过程连接点的速度是联系两过程的纽带。 如图所示如图所示,在光滑水平桌面在光滑水平桌面EAB上有质量为上有质量为M0.2 kg的的 小球小球P和质量为和质量为m0.1 kg的小球的小球Q,P、Q之间压缩一轻弹簧之间压缩一轻弹簧(轻弹簧与两轻弹簧与两 小球不拴接小球不拴接),桌面边缘桌面边缘E处放置一质量也为处放置一质量也为m0.1 kg的橡皮泥球的橡皮泥球S,在在 B处固定一与水平桌面相切的光滑竖直半圆形轨道处固定一与水平桌面相切的光滑竖直半圆形轨道。释放被压缩的轻弹释放被压缩的轻弹 簧簧,P、Q两小球被轻弹簧弹出两小球被轻弹簧
15、弹出,小球小球P与弹簧分离后进入半圆形轨道与弹簧分离后进入半圆形轨道, 例例3 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 恰好能够通过半圆形轨道的最高点恰好能够通过半圆形轨道的最高点C;小球;小球Q与弹簧分离后与桌面边缘与弹簧分离后与桌面边缘 的橡皮泥球的橡皮泥球S碰撞后合为一体飞出碰撞后合为一体飞出,落在水平地面上的落在水平地面上的D点点。已知水平桌已知水平桌 面高为面高为h0.2 m,D点到桌面边缘的水平距离为点到桌面边缘的水平距离为x0.2 m,重力加速度重力加速度 为为g10 m/s2,求:求: (1)小球小球P经过半圆形轨道经过半圆形轨道最最 低低点点B时对轨道的压力大小时对
16、轨道的压力大小FNB; (2)小球小球Q与橡皮泥球与橡皮泥球S碰撞前碰撞前瞬间瞬间 的的速度大小速度大小vQ; (3)被压缩的轻弹簧的弹性势能被压缩的轻弹簧的弹性势能Ep。 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 解析解析 (1)小球小球 P 恰好能通过半圆形轨道的最高点恰好能通过半圆形轨道的最高点 C,则有,则有 Mg Mv 2 C R ,解得,解得 vC gR 对于小球对于小球 P,从,从 BC, 由动能定理有由动能定理有2MgR1 2Mv 2 C 1 2Mv 2 B 解得解得 vB 5gR 在在 B 点有点有 FNBMgMv 2 B R 解得解得 FNB6Mg12 N, 由牛顿
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