知识点57：应用三大观点解决滑块与圆弧等反冲问题 提高版-2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习

知识点57：应用三大观点解决滑块与圆弧等反冲问题 【知识点的理解与运用】 1．解动力学问题的三种观点： ①动力学的方法：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能量方法：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动量方法：用动量守恒观点解题，可处理非匀变速运动问题． 2．力学规律的选用原则 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能量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．这种问题由于作用时间都极短，因此用动量守恒定律去解决． 3．反冲问题的特点及处理方法： ①反冲是物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动的现象。 ②反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用动量守恒定律来处理。 ③反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的总机械能增加 考点一：滑块与圆弧反冲模型 题型一：滑块与圆弧反冲模型 【典例1提高题】如图所示，质量为、半径为R的光滑圆弧形轨道槽C静止在光滑水平地面上，槽低端与水平面相切，质量为m的小球A与轻弹簧相连接并静止于水平地面上，现有一个质量为m的小球B从圆弧轨道最高点由静止下滑，下列说法中正确的是（　　） A．小球B沿圆弧轨道滑至底端的过程中与圆弧轨道C组成的系统动量守恒 B．小球B从圆弧轨道最高点滑至底端的过程中圆弧轨道向右运动了 C．在运动过程中轻弹簧具有的最大弹性势能为 D．若轻弹簧左端固定在墙上，则小球B仍能返回圆弧轨道且上升的最大高度为 【典例1提高题对应练习】如图所示，光滑弧形滑块P锁定在光滑水平地面上，其弧形底端切线水平，小球Q(视为质点)的质量为滑块P的质量的一半，小球Q从滑块P顶端由静止释放，Q离开P时的动能为Ek1.现解除锁定，仍让Q从滑块顶端由静止释放，Q离开P时的动能为Ek2，Ek1和Ek2的比值为(　　) A. B. C. D. 题型二：滑块与圆弧长轨道反冲模型 【典例2提高题】如图所示，光滑水平地面上有质量均为M=2kg的甲、乙两辆小车，其中甲车由半径R=1.0m的四分之一光滑圆弧轨道AB和未知长度的光滑水平轨道BC构成；乙车由水平轨道和固定在车右端的轻质弹簧构成，其中水平轨道除EF段粗糙外其余部分均光滑。两车的C、D端等高且接触良好，现已锁定在一起。在甲车的圆弧轨道A端和B端分别有一质量m=1kg可看作质点的滑块，初始状态滑块1和滑块2均静止，现松手让滑块1从圆弧轨道滑下，滑块1和滑块2在甲车的最右端C处发生弹性碰撞，碰撞瞬间两车解除锁定分离，之后滑块2在乙车上运动。已知滑块2在乙车上运动期间弹簧储存的最大弹性势能值是J，弹簧形变始终没有超出最大限度。求：（g=10 m/s2） (1)两滑块碰撞前，滑块1的速度大小和水平轨道BC部分的长度L； (2)滑块2第一次经过EF区域时，产生的内能Q； (3)滑块2最终离开乙车时相对地面的速度大小和方向。 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 知识点57：应用三大观点解决滑块与圆弧等反冲问题 【知识点的理解与运用】 1．解动力学问题的三种观点： ①动力学的方法：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能量方法：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动量方法：用动量守恒观点解题，可处理非匀变速运动问题． 2．力学规律的选用原则 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能量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．这种问题由于作用时间都极短，因此用动量守恒定律去解决． 3．反冲问题的特点及处理方法： ①反冲是物体的不同部分在内力作用下向相反方向运