第6章 专题强化10 力学3大观点的综合应用-【勤径学升】2024高考物理一轮总复习配套课件

物 理 第六章 动　量 专题强化十　力学三大观点的综合应用 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 续表 返回目录 续表 返回目录 续表 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 1．本专题是力学三大观点在力学中的综合应用，是高考必考题型，本专题将作为计算题压轴题的形式命题。 2．熟练应用力学三大观点分析和解决综合问题。 3．用到的知识、规律和方法有：动力学观点(牛顿运动定律、运动学规律)；动量观点(动量定理和动量守恒定律)；能量观点(动能定理、机械能守恒定律、功能关系和能量守恒定律)。 1．三个基本观点 (1)动力学观点：运用牛顿运动定律结合运动学知识解题，可处理匀变速运动问题。 (2)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问题。 (3)动量观点：用动量守恒观点解题，可处理非匀变速运动问题。 2．选用规律原则 (1)如果要列出各物理量在某一时刻的关系式，可用牛顿第二定律。 (2)研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时，一般用动量定理(涉及时间)或动能定理(涉及位移)去解决问题。 (3)若研究的对象为一物体系统，且它们之间有相互作用，一般用动量守恒定律和机械能守恒定律去解决，但需注意所研究的问题是否满足守恒的条件。 (4)在涉及相对位移问题时则优先考虑能量守恒定律，系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量，即转变为系统内能的量。 (5)在涉及碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象时，需注意到这些过程一般均隐含有系统机械能与其他形式能量之间的转换。作用时间都极短，因此用动量守恒定律去解决。 热点 eq \a\vs4\al(1) 动力学与动量观点的综合应用(方法模型) [例1]　汽车A在水平冰雪路面上行驶。驾驶员发现其正前方停有汽车B，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车B。两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后B车向前滑动了4.5 m，A车向前滑动了2.0 m。已知A和B的质量分别为2.0×103 kg和1.5×103 kg，两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10，两车碰撞时间极短，在碰撞后车轮均没有滚动，g取10 m/s2。求： (1)碰撞后的瞬间B车速度的大小。 (2)碰撞前的瞬间A车速度的大小。 解析　(1)设B车碰撞后加速度大小为aB。根据牛顿第二定律有μmBg＝mBaB， 设碰撞后瞬间B车速度的大小为vB′，碰撞后滑行的距离为sB，由运动学公式有vB′2＝2aBsB，解得vB′＝3.0 m/s； (2)设A车碰撞后加速度大小为aA，根据牛顿第二定律有μmAg＝mAaA， 设碰撞后瞬间A车速度的大小为vA′，碰撞后滑行的距离为sA，由运动学公式有vA′2＝2aAsA， 设碰撞前的瞬间A车速度的大小为vA，两车在碰撞过程中动量守恒，有mAvA＝mAvA′＋mBvB′，解得vA＝4.25 m/s。 答案　(1)3.0 m/s　(2)4.25 m/s 1．(2021·河北卷)如图，一滑雪道由AB和BC两段滑道组成，其中AB段倾角为θ，BC段水平，AB段和BC段由一小段光滑圆弧连接。一个质量为2 kg的背包在滑道顶端A处由静止滑下，若1 s后质量为48 kg的滑雪者从顶端以1.5 m/s的初速度、3 m/s2的加速度匀加速追赶，恰好在坡底光滑圆弧的水平处追上背包并立即将其拎起。背包与滑道的动摩擦因数为μ＝ eq \f(1,12) ，重力加速度取g＝10 m/s2，sinθ＝ eq \f(7,25) ，cosθ＝ eq \f(24,25) ，忽略空气阻力及拎包过程中滑雪者与背包的重心变化。求： (1)滑道AB段的长度。 (2)滑雪者拎起背包时这一瞬间的速度。 解析　(1)设背包的质量为m，滑雪者的质量为M。 对背包，由牛顿第二定律得 mg sin θ－μmg cos θ＝ma1， 解得背包的加速度a1＝2 m/s2， 设背包由A点运动到B点的时间为t，由匀变速直线运动的规律得 eq \f(1,2) a1t2＝v0(t－1 s)＋ eq \f(1,2) a2(t－1 s)2， 解得t＝3 s， 则滑道AB段的长度xAB＝ eq \f(1,2) a1t2＝9 m； (2)背包到达B点的速度v1＝a1t＝6 m/s， 滑雪者到达B点的速度v2＝v0＋a2(t－1 s)＝7.5 m/s， 滑雪者拎起背包的过程中动量守恒，根据动量守恒定律得mv1＋Mv2＝(M＋m)v， 解得滑雪者拎起背包时这一瞬间的速度v＝7.44 m/s。 答案　(1)9 m　(2)7.44