6.4用三大观点处理力学问题-【桂冠物理】2024高三物理一轮复习题型归纳技巧点拨（新高考专用）

第六章　碰撞与动量守恒定律 6.4用三大观点处理力学问题 【考点预测】 1. 牛顿运动定律和运动学公式解决匀变速直线运动问题 2.动能定理和能量守恒定律解决直线或曲线运动问题 3.动量定理或动量守恒定律解决非匀变速直线运动问题 【方法技巧与总结】 1．解动力学问题的三个基本观点 (1)力的观点：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．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． 【题型归纳目录】 题型一：动力学观点和能量的结合问题 题型二：动力学观点和动量的结合问题 题型三：动量观点和能量的结合问题 题型四：动力学、动量、能量的结合问题 【题型一】动力学观点和能量的结合问题 【典型例题】 例1．（2022秋·福建龙岩·高三校联考期中）大货车装载很重的货物时，在行驶过程中要防止货物发生相对滑动，否则存在安全隐患。下面进行安全模拟测试实验：如图1所示，一辆后车厢表面粗糙且足够长的小货车向前以未知速度v匀速行驶，质量的货物A（可看成质点）和质量的货物B（可看成水平长板）叠放在一起，开始时A位于B的右端，在时刻将货物A、B轻放到小货车的后车厢前端，最终货物A恰好没有滑离货物B，货物A、B在0~1s时间内的速度一时间图像如图2所示，已知货物A、B间的动摩擦因数，取重力加速度。求： （1）运动过程中货物A的加速度？ （2）货物B与车厢表面之间的动摩擦因数； （3）货物A、B间由于摩擦而产生的内能。      【方法技巧与总结】 1.力学中的五大规律 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′ 2.规律的选用 (1)认真审题，明确题目所述的物理情境，确定研究对象。 (2)分析研究对象的受力情况、运动状态以及运动状态的变化过程，作草图。 (3)根据运动状态的变化规律确定解题观点，选择适用规律： ①若用力的观点解题，要认真分析运动状态的变化，关键是求出加速度； ②若用两大定理求解，应确定过程的始、末状态的动量(动能)，分析并求出过程中的冲量(功)； ③若可判断研究对象在某运动过程中满足动量守恒或机械能守恒的条件，则可根据题意选择合适的始、末状态，列守恒关系式，一般这两个守恒定律多用于求研究对象在末状态时的速度(率)。 (4)根据选择的规律列式，有时还需要挖掘题目中的其他条件(如隐含条件、临界条件、几何关系等)并列出辅助方程。 (5)代入数据，计算结果。 练1．（2023春·辽宁·高二校联考期末）如图所示，质量为、可当成质点的滑块放在质量为m的长木板上，已知滑块和木板之间的动摩擦因数为，水平地面光滑，某时刻滑块和木板以相同的初速度向右做匀速直线运动，在木板的右侧固定有一竖直放置的挡板，木板与挡板碰撞过程无能量损失，碰撞时间极短可以忽略不计，最终滑块恰好静止在木板右端（滑块未与挡板碰撞），重力加速度大小为g，求： （1）木板的长度L； （2）从木板与挡板第一次碰撞到滑块停下来所用的时间t。    【题型二】动力学观点和动量的结合问题 【典型例题】 例2．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1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，重力加速度大小g＝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． 练2．（2023春·辽宁大连·高二大连市金州高级中学校考期中）大秦铁路是我国西煤东运的重