专题01 力学三大观点解题-【大题精做】冲刺2023年高考物理大题突破+限时集训（江苏专用）

专题一　动力学方法和能量观点、动量观点的综合应用 力学三大点的综合应用的命题背景注重联系生活生产，以生活实践情景探索情景为主，试题中也常出现传送带、滑板（块）、铰链等多过程问题，目的是考查学生用物理知识解决综合问题的能力。考查的必备知识包括：匀变速直线运动及其公式、运动图像、牛顿运动定律、动能定理、动量守恒定律，常结合其它动力学的重点知识进行综合考查 【2022年江苏高考】在轨空间站中物体处于完全失重状态，对空间站的影响可忽略，空间站上操控货物的机械臂可简化为两根相连的等长轻质臂杆，每根臂杆长为，如题图所示，机械臂一端固定在空间站上的点，另一端抓住质量为的货物，在机械臂的操控下，货物先绕点做半径为、角速度为的匀速圆周运动，运动到点停下，然后在机械臂操控下，货物从点由静止开始做匀加速直线运动，经时间到达点，、间的距离为。 求货物做匀速圆周运动时受到合力提供的向心力大小； 求货物运动到点时机械臂对其做功的瞬时功率。 在机械臂作用下，货物、空间站和地球的位置如题图所示，它们在同一直线上，货物与空间站同步做匀速圆周运动，已知空间站轨道半径为，货物与空间站中心的距离为，忽略空间站对货物的引力，求货物所受的机械臂作用力与所受的地球引力之比。 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。 2．五大基本规律 规律 公式表达 牛顿第二定律 F合＝ma 动能定理 W合＝ΔEk W合＝mv－mv 机械能守恒定律 E1＝E2 mgh1＋mv＝mgh2＋mv 动量定理 F合t＝p′－p I合＝Δp 动量守恒定律 m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′ 3.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(涉及时间的问题)或动能定理(涉及位移的问题)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问题，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。 【2023江苏模拟卷】如图所示，一质量的“形杆竖直放在地面上，有一质量的中间是空的金属圆盘套在“形杆的直杆上很难分离。某工程师设计了一个方法成功将金属圆盘与“”形杆分开，该工程师在“形杆与金属圆盘间装上适量的火药，火药爆炸后时间极短“形杆以的速度向上运动。已知金属圆盘与“”形杆的直杆间滑动摩擦力大小恒为，不计空气阻力。重力加速度大小取。 求火药爆炸后瞬间金属圆盘的速度大小； 分别求点燃火药爆炸后瞬间“”形杆和金属圆盘的加速度大小。 若要求金属圆盘与“”形杆分开，则直杆长度的最大值是多少？ 1. 【2022河北高考真题】如图，光滑水平面上有两个等高的滑板和，质量分别为和，右端和左端分别放置物块、，物块质量均为，和以相同速度向右运动，和以相同速度向左运动，在某时刻发生碰撞，作用时间极短，碰撞后与粘在一起形成一个新滑块，与粘在一起形成一个新滑板，物块与滑板之间的动摩擦因数均为。重力加速度大小取。 若，求碰撞后瞬间新物块和新滑板各自速度的大小和方向； 若，从碰撞后到新滑块与新滑板相对静止时，求两者相对位移的大小。 2. 【2022江苏高考真题】 如图所示的装置中，光滑水平杆固定在竖直转轴上，小圆环和轻弹簧套在杆上，弹簧两端分别固定于竖直转轴和环，细线穿过小孔，两端分别与环和小球连接，线与水平杆平行，环的质量为，小球的质量为。现使整个装置绕竖直轴以角速度匀速转动，细线与竖直方向的夹角为。缓慢加速后使整个装置以角速度匀速转动，细线与竖直方向的夹角为，此时弹簧弹力与角速度为时大小相等，已知重力加速度，，，求： 装置转动的角速度为时，细线的长度。 装置转动的角速度为时，弹簧的弹力大小。 装置转动的角速度由增至过程中，细线对小球做的功。 3. 【2022浙江高考真题】 如图所示，处于竖直平面内的一探究装置，由倾角的光滑直轨道、圆心为的半圆形光滑轨道、圆心为的半圆形光滑细圆管轨道、倾角也为的粗糙直轨道组成，、和为轨道间的相切点，弹性板垂直轨道固定在点与点等高，、、、和点处于同一直线上。已知可视为质点的滑块质量，轨道和的半径，轨道长度，滑块与轨道间的动摩擦因数，滑块与弹性板作用后，以等大速度弹