题型专练2 力学三大观点的综合应用-2021【步步高】高考物理大二轮专题复习与增分策略（通用）皖黑吉陕新蒙晋赣青甘豫宁课件PPT

题型专练二　力学三大观点的综合应用 专题二　能量与动量 内容索引 NEIRONGSUOYIN 高考题型1　应用力学三大观点处理多过程问题 高考题型2　应用力学三大观点解决板—块模型问题 专题强化练 1.力学三大观点对比 高考题型1　应用力学三大观点处理多过程问题 力学三大观点 对应规律 表达式 动力学观点 牛顿第二定律 F合＝ma 匀变速直线运动规律 v＝v0＋at x＝v0t＋ at2 v2－v02＝2ax等 能量观点 动能定理 W合＝ΔEk 机械能守恒定律 Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2 功能关系 WG＝－ΔEp等 能量守恒定律 E1＝E2 动量观点 动量定理 I合＝p′－p 动量守恒定律 p1＋p2＝p1′＋p2′ 2.选用原则 (1)当物体受到恒力作用做匀变速直线运动(曲线运动某一方向为匀变速直线运动)，涉及时间与运动细节时，一般选用动力学方法解题. (2)当涉及功、能和位移时，一般选用动能定理、机械能守恒定律、功能关系或能量守恒定律解题，题目中出现相对位移(摩擦生热)时，应优先选用能量守恒定律. (3)不涉及物体运动过程中的加速度而涉及物体运动时间的问题，特别是对于打击类问题，因时间短且冲力随时间变化，应用动量定理求解. (4)对于碰撞、爆炸、反冲、地面光滑的板—块问题，若只涉及初末速度而不涉及力、时间，应用动量守恒定律求解. 例1　(2019·全国卷Ⅲ·25)静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为mA＝1.0 kg，mB＝4.0 kg；两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离l＝1.0 m，如图1所示.某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为Ek＝10.0 J.释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动.A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ＝0.20.重力加速度取g＝10 m/s2.A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短. 考题示例 图1 (1)求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小； 答案　4.0 m/s　1.0 m/s　 解析　设弹簧释放瞬间A和B的速度大小分别为vA、vB，以向右为正方向，由动量守恒定律和题给条件有 0＝mAvA－mBvB ① 联立①②式并代入题给数据得 vA＝4.0 m/s，vB＝1.0 m/s ③ (2)物块A、B中的哪一个先停止？该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？ 答案　物块B先停止　0.50 m 　 假设A和B发生碰撞前，已经有一个物块停止，此物块应为弹簧释放后速度较小的B. 设从弹簧释放到B停止所需时间为t，B向左运动的路程为sB， 则有mBa＝μmBg ④ 解析　A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等，设为a. vB－at＝0 ⑥ 在时间t内，A可能与墙发生弹性碰撞，碰撞后A将向左运动，碰撞并不改变A的速度大小，所以无论此碰撞是否发生，A在时间t内的路程sA都可表示为 联立③④⑤⑥⑦式并代入题给数据得 sA＝1.75 m，sB＝0.25 m ⑧ 这表明在时间t内A已与墙壁发生碰撞，但没有与B发生碰撞，此时A位于出发点右边0.25 m处.B位于出发点左边0.25 m处，两物块之间的距离s为s＝0.25 m＋0.25 m＝0.50 m ⑨ (3)A和B都停止后，A与B之间的距离是多少？ 答案　0.91 m 解析　t时刻后A将继续向左运动，假设它能与静止的B碰撞，碰撞时速度的大小为vA′，由动能定理有 联立③⑧⑩式并代入题给数据得 故A与B将发生碰撞.设碰撞后A、B的速度分别为vA″和vB″，由动量守恒定律与机械能守恒定律有 mA(－vA′)＝mAvA″＋mBvB″ ⑫ 联立⑪⑫⑬式并代入题给数据得 这表明碰撞后A将向右运动，B继续向左运动. 设碰撞后A向右运动距离为sA′时停止，B向左运动距离为sB′时停止，由运动学公式 2asA′＝vA″2 ， 2asB′＝vB″2 ⑮ 由④⑭⑮式及题给数据得 sA′＝0.63 m，sB′＝0.28 m ⑯ sA′小于碰撞处到墙壁的距离. 由上式可得两物块停止后的距离 s′＝sA′＋sB′＝0.91 m 命题预测 1.如图2所示，半径为R的光滑的 圆弧轨道AP放在竖直平面内，与足够长的粗糙水平轨道BD通过光滑水平轨道AB相连.在光滑水平轨道上，有a、b两物块和一段轻质弹簧.将弹簧压缩后用细线(未画出)将它们拴在一起，物块与弹簧不拴接.将细线烧断后，物块a通过圆弧轨道的最高点C时，对轨道的压力大小等于自身重力.已知物块a的质量为m，b的质量为2m，物块b与BD面间的动摩擦因数为μ，物块a到达A点或物块b到达B点前已和弹簧分离，重力加速度为g.求： (1)物块b沿轨道BD运动的距离x； 图2 1 2 1