第二板块 微专题Ⅲ “能量与动量”计算大题解题研究 （课件PPT）-【创新方案】2024年高考物理二轮复习专题辅导与测试（老教材）

层级Ⅲ　运用“一课一题”·掌握解题流程·计算大题“整化零” 微专题Ⅲ “能量与动量”计算大题解题研究 01 02 目 录 一课一题 精研一题·胜做百题 多题一法 考法全练·思维归拢 3 01 一课一题 精研一题·胜做百题 [典例]　(2022·山东等级考，节选)如图所示，“L”型平板B静置在地面上，小物块A处于平板B上的O′点，O′点左侧粗糙，右侧光滑。用不可伸长的轻绳将质量为M的小球悬挂在O′点正上方的O点，轻绳处于水平拉直状态。将小球由静止释放，下摆至最低点与小物块A发生碰撞，碰后小球速度方向与碰前方向相同，开始做简谐运动(要求摆角小于5°)，A以速度v0沿平板滑动直至与B右侧挡板发生弹性碰撞。一段时间后，A返回到O点的正下方时，相对于地面的速度减为零，此时小球恰好第一次上升到最高点。已知A的质量mA＝0.1 kg，B的质量mB＝0.3 kg，A与B的动摩擦因数μ1＝0.4，B与地面间的动摩擦因数μ2＝0.225，v0＝4 m/s，取重力加速度g＝10 m/s2。整个过程中A始终在B上，所有碰撞时间忽略不计，不计空气阻力，求： (1)A与B的挡板碰撞后，二者的速度大小vA与vB； (2)B光滑部分的长度d； (3)运动过程中A对B的摩擦力所做的功Wf。 [思维建模] 续表 [科学思维] 第(1)问，A、B发生弹性碰撞，碰撞过程动量守恒、机械能守恒，据此求解碰后两者的速度。 第(2)问，运动过程如图所示，光滑部分的长度d等于A碰后向右运动的总位移，即匀速阶段位移与减速阶段位移之和。解题的关键条件：A减速的位移等于第一阶段B向右减速的位移。 第(3)问，解题关键：求解B在A的摩擦力作用下运动的位移。 特别注意：需要通过计算A、B分别减速到零的时间来判断B的运动位移。 [解题观摩] (1)设水平向右为正方向，因为O′点右侧光滑，由题意可知A与B发生弹性碰撞，故碰撞过程根据动量守恒定律和机械能守恒定律有 mAv0＝mAvA＋mBvB (3)对A减速的过程，根据动量定理有 －μ1mAgt2＝0－mAvA 代入数据解得t2＝0.5 s 在A刚开始减速时，B的速度为 v2＝vB－a1t1＝1 m/s 在A减速过程中，对B根据牛顿第二定律有μ1mAg＋μ2(mA＋mB)g＝mBa2 02 多题一法 考法全练·思维归拢 考法1　能量与动力学观点的综合应用　 1．(2023·全国甲卷)如图，光滑水平桌面上有 一轻质弹簧， 其一端固定在墙上。用质量为m的 小球压弹簧的另一端，使弹簧的弹性势能为Ep。释放后，小球在弹簧作用下从静止开始在桌面上运动，与弹簧分离后，从桌面水平飞出。小球与水平地面碰撞后瞬间，其平行于地面的速度分量与碰撞前瞬间相等；垂直于地面的速度分量大小变为碰撞前瞬间的 。小球与地面碰撞后，弹起的最大高度为h。重力加速度大小为g，忽略空气阻力。求： (1)小球离开桌面时的速度大小； (2)小球第一次落地点距桌面上其飞出点的水平距离。 考法2　动量与动力学观点的综合应用　 个性点拨：在涉及碰撞、爆炸、打击、绷紧等物理现象时，由于物体间相互作用极短，故动量守恒定律能派上大用场，但要注意这些过程一般均含有能量之间的转化。 2．(2023·吉林统考三模)如果一质量为m的小球A， 静置于一质量为M＝2m的长管管口，长管竖直放置于 水平地面上，如图所示，一质量为m0＝ m的小球B， 以某一竖直向下的速度与小球A发生弹性正碰。碰后小 球B被收回取走，小球A进入管内，且小球A与管壁间的摩擦阻力大小恒为f＝4mg。小球A在管底与地面发生弹性碰撞，之后上升过程中恰好未脱离长管管口。当长管落地时仍与地面发生弹性碰撞，长管始终保持竖直方向，管长L＝30 m。已知g取10 m/s2，不计空气阻力及小球的大小。求： (1)小球A在管底与地面碰撞后瞬间速度的大小； (2)小球B在与小球A碰撞前瞬间，小球B速度的大小； (3)长管第2次碰撞地面前，小球A距长管上端的距离。 考法3　能量与动量观点的综合应用　 3．(2023·湖南高考，节选) 如图，质量为M的匀质凹槽放在光滑水平地面上，凹槽内有一个半椭圆形的光滑轨道，椭圆的半长轴和半短轴分别为a和b，长轴水平，短轴竖直。质量为m的小球，初始时刻从椭圆轨道长轴的右端点由静止开始下滑。以初始时刻椭圆中心的位置为坐标原点，在竖直平面内建立固定于地面的直角坐标系xOy，椭圆长轴位于x轴上。整个过程凹槽不翻转，重力加速度为g。 (1)小球第一次运动到轨道最低点时，求凹槽的速度大小以及凹槽相对于初始时刻运动的距离； (2)在平面直角坐标系xOy中，求出小球运动的轨迹方程。 解析： (1)小球运动到最低点的过程中，小球和凹槽在水平方向动量守恒，取向左为正方向，0＝mv1－M