第六章 专题强化11 三大观点在力学中的应用（Word教参）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（老教材 新高考）

学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 专题强化①三大观点在力学中的应用 热点一动量观点与能量观点的综合应用 1.力学三大观点的基木规律 规律 表达式 牛顿第二定律 F合=ma D=0o十at 动力学观点 x=o1+12at2 匀变速直线运动规律 2 02-0=2m等 动能定理 W合=△E 机械能守恒定律 Ek1+Epl=Ea十Ep2 能量观点 功能关系 Wa=-△E,等 能量守恒定律 E1=E2 动量定理 I合=p一p 动量观点 动量守恒定律 P1+P=P'+P2 2选用力学三大观点解题的原则 ()当涉及时间与运动细节时，一般选用动力学方法解题： (②)当涉及功、能和位移时，一般选用动能定理、机械能守恒定律、功能关系或能量守 恒定律解题，题目中出现相对位移（摩擦生热）时，应优先选用能量守恒定律； (3)不涉及物体运动过程中的加速度而涉及物体运动时间的问题，特别是对于打击类问 愿，因时间短且冲力随时间变化，应用动量定理求解； (4)对于碰撞、爆炸、反冲、地面光滑的“板一块”问题，若只涉及初末速度而不涉及 力、时间，应用动量守恒定律求解。 【典例1】(2022湖北卷)打桩机是基建常用工具。某种简易打桩机模型如图所示，重物 A、B和C通过不可伸长的轻质长绳跨过两个光滑的等高小定滑轮连接，C与滑轮等高（图中 实线位置)时，C到两定滑轮的距离均为L。重物A和B的质量均为m,系统可以在如图虚 线位置保持静止，此时连接C的绳与水平方向的夹角为60°。某次打桩时，用外力将C拉到 图中实线位置，然后由静止释放。设C的下落速度为3gL5)时，与正下方质量为2m的静止 桩D正碰，碰撞时间极短，碰撞后C的速度为零，D竖直向下运动L10距离后静止（不考虑 C、D再次相碰)。A、B、C、D均可视为质点。 ·独家授权侵权必究· 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 Q60 60 B (1)求C的质量： (②)若D在运动过程中受到的阻力F可视为恒力，求F的大小； (③)撤掉桩D,将C再次拉到图中实线位置，然后由静止释放，求A、B、C的总动能最 大时C的动能。 答案：(1)3m(2)6.58(3)(4-23)mgL 解析：()系统在如趣图虚线位置保持静止，以C为研究对象， 根据平衡条件可知mcg=2 mg cos30° 解得mc=3n。 (2)C、D碰后C的速度为零，设碰撞后D的速度为m, 根据动量守恒定律可知3m3gL5)=3m×0十2mn 解得n=32gL) C、D碰撞后D向下运动L10距离后停止，根据动能定理可知2mgL10一FL10=0一12 ×2mo2D 解得F=6.5mg。 (3)设某时刻C向下运动的速度为'，A、B向上运动的速度为0，图中虚线与竖直方向 的夹角为a,根据机械能守恒定律可知12mc2+2×122=megLtan a一2mg(Lsma一L) 其中o=o'cosa y=mcgLtan a-2mg(Lsin a-L) 对上式求导数可得小da=3mgL-1sn2a+2 ngLcos asin2a 当da=0时解得cosa=3)2 即a=30° 此时y=mcgLtan a-2g(Lsna-L)=mgL 于是有I2mco2+2×12m(a'cosa)2=mgL 解得v2=gL3r(32 此时C的最大动能为Em=121c02=(4-23)mgL。 ·方法技巧 利用动量和能量观点的解题要点 ()运用动量定理或动量守恒定律求解时，都要选定一个正方向，对力、速度、动量等 ·独家授权侵权必究· 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 矢量都应用正、负号代表其方向，代入相关的公式中进行运算： (2)要注意碰撞的多种可能性，做出正确的分析判断后，再针对不同情况进行计算，避 免出现遗漏： (③)对于非匀变速运动问题，可以用动能定理和能量守恒观点处理，也可以用动量守恒 观点处理。 热点二动量观点与动力学观点的综合应用 1.牛顿第二定律揭示了力的瞬时效应，在研究某一物体所受力的瞬时作用与物体运动 的关系，或者物体所受恒力作用直接涉及物体运动过程中的加速度问题时，应采用动力学观 点： 2.动量定理反映了力对时间的累积效应，适用于不涉及物体运动过程中的加速度、位 移，而涉及运动时间的问题，特别是冲击类问题，应采用动量定理求解： 3.若研究对象是相互作用的物体组成的系统，则有时既要用到动力学观点，又要用到 动量守恒定律。 【典例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所示，碰撞后 B车向前滑动了4.5m,A车向前