2024届高考物理一轮复习讲义：巧用动力学三大规律解决计算题一

巧用动力学三大规律处理计算题 一、解题步骤 1、确定研究对象，根据运动场景初步判断其整个运动过程分为几个阶段，分析各阶段的受力情况； 2、根据受力情况判断各阶段所属的运动类型（分类见下表）； 3、根据各阶段运动情况选择恰当的解题方法（分类见下表）进行解答。 二、运动类型及常用处理方法 运动类型 特点 常用处理方法 直线运动 匀速 不受外力或所受合外力为零 匀速直线运动规律及牛顿第二定律 功能关系 动量定理/动量守恒定律 匀变速 初速度与合外力方向共线，且合外力大小和方向始终不变 匀变速直线运动规律及牛顿第二定律 功能关系 动量定理/动量守恒定律 非匀变速 初速度与合外力方向共线，且合外力大小改变，方向始终不变 功能关系 动量定理/动量守恒定律 （类）平抛运动 平抛 初速度与合外力方向垂直，且合外力大小和方向始终不变 平抛运动规律及牛顿第二定律 类平抛 初速度与合外力方向不共线，且合外力大小及方向始终不变 类平抛运动规律及牛顿第二定律 曲线运动 匀速圆周 速度与合外力方向始终垂直，且合外力大小不变，方向改变 圆周运动规律 功能关系 动量定理/动量守恒定律 非匀速圆周/一般曲线 速度与合外力方向不共线，且合外力大小和方向改变 圆周运动规律（向心力求压力/支持力） 功能关系 动量定理/动量守恒定律 特殊运动 碰撞 / 动量定理/动量守恒定律 功能关系 三、各方法常用公式 1、匀速直线运动规律： 2、匀变速直线运动规律：；；； 3、牛二定律： 4、平抛运动规律 ①加速度：水平方向：；竖直方向： ②速度：水平方向速度：；竖直方向速度：；合速度： ③位移：水平方向位移：；竖直方向位移：；合位移： ④角度：速度方向角：；位移方向角：；两角关系： 5、类平抛运动规律（水平和竖直方向均可为匀变速直线运动或匀速直线运动） ①加速度：水平方向：；竖直方向： ②速度：水平方向速度：；竖直方向速度：；合速度： ③位移：水平方向位移：；竖直方向位移：；合位移： ④角度：速度方向角：；位移方向角： 6、圆周运动规律： ①向心力：；②竖直平面内圆周运动最高点的临界速度： 7、功能关系： ①动能定理：； ②机械能守恒定律：； ③能量守恒定律：系统初状态总能量＝系统末状态总能量 8、动量 ①动量定理：或 ②动量守恒定律： 四、分析受力的目的 1、根据物理的受力情况列平衡方程或者牛顿第二定律方程； 2、根据物体的受力情况分析物体各阶段的运动情况（详见上表运动类型分类）； 3、分析物体各阶段中各力的做功情况（恒力做功可表示为W=Fs，变力F做功可表示为WF） 【例1】如图所示，水平桌面左端有一顶端高为h的光滑圆弧形轨道，圆弧的底端与桌面在同一水平面上。桌面右侧有一竖直放置的光滑圆轨道MNP，其形状为半径R＝0.8m的圆环剪去了左上角135°后剩余的部分，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也为R。一质量m＝0.4kg的物块A自圆弧形轨道的顶端释放，到达圆弧形轨道底端恰与一停在圆弧底端水平桌面上质量也为m的物块B发生弹性正碰(碰撞过程没有机械能的损失)，碰后物块B的位移随时间变化的关系式为s＝6t－2t2(关系式中所有物理量的单位均为国际单位)，物块B飞离桌面后恰由P点沿切线落入圆轨道．(重力加速度g取10m/s2)求： （1）BP间的水平距离sBP； （2）判断物块B能否沿圆轨道到达M点； （3）物块A由静止释放的高度h。 审题分析：由题意及图像可得出整个运动过程分为：A下滑运动至B处的过程中，受到重力以及为变力的支持力，为一般曲线运动；AB碰撞为特殊运动；B运动至D的过程中根据位移随时间变化的关系式可知，为匀减速直线运动；B由D运动至P过程中，只收到重力，为平抛运动，B由P运动至M的过程中，受到重力以及为变力的支持力，结合轨迹可知为非匀速圆周运动。总共五个运动阶段。在全过程法不熟练的情况下，优先考虑分阶段，如果全过程中包含平抛运动以及碰撞两种情况，则这两种运动情况优先考虑采用分阶段单独处理。其阶段前后部分可分别考虑分阶段或者全过程法。 第1问求BP间水平距离，此过程包含BD和DP两个运动过程，且D点为两个阶段的连接点，即速度一致。BD过程由于知道加速度和初速度，求位移故选匀变速直线运动的规律，DP段采用平抛运动规律进行解答。解答如下： （1）设AB碰后，B速度为v1，B在D点的速度为v2，B在BD段运动的过程中，根据位移随时间变化的关系式可得： ， 由匀变速直线运动的规律可得： 设P点速度为v3，将P点速度分解成水平和竖直方向速度，B由D运动至P处的过程中，由平抛运动规律可得： ，，， 故： 联立以上等式，代入数据可得： ， 第2问判断物块B能否沿圆轨道到达M点，