第二板块 层级Ⅲ 微专题Ⅲ-2 “能量与动量”计算大题习题讲评（课件PPT）-【创新方案】2024年高考物理二轮复习专题辅导与测试（新教材）

“能量与动量”计算大题习题讲评 微专题Ⅲ－2 01 02 目 录 (一)精研“标杆考题”——研透一题，胜做百题 (二)演练“多维考法”——迁移活用，方法融通 2 (一)精研“标杆考题” ——研透一题，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 具体思维流程如下： 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。 (二)演练“多维考法” ——迁移活用，方法融通 考法1　能量与动力学观点的综合应用 1．(2023·江苏高考)如图所示，滑雪道AB由 坡道和水平道组成，且平滑连接，坡道倾角均为 45°。平台BC与缓冲坡CD相连。若滑雪者从P 点由静止开始下滑，恰好到达B点。滑雪者现从A点由静止开始下滑，从B点飞出。已知A、P间的距离为d，滑雪者与滑道间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，不计空气阻力。 (1)求滑雪者运动到P点的时间t； (2)求滑雪者从B点飞出的速度大小v； (3)若滑雪者能着陆在缓冲坡CD上，求平台BC的最大长度L。 解析：(1)滑雪者由A点运动到P点的过程，沿斜坡方向由牛顿第二定律得mgsin 45°－Ff＝ma 在垂直斜坡方向由平衡条件得 mgcos 45°＝FN 又Ff＝μFN 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。 (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。 考法4　三大观点的综合应用 个性点拨：解决动力学问题有三个基本观点，即动力学观点、动量观点和能量观点。 1．研究某一个物体受到力的持续作用而发生运动状态改变时，如果涉及时间的问题优先考虑动量定理，如果涉及位移问题优先考虑动能定理。 2．若研究的对象为多个物体组成的系统，且他们之间有相互作用，优先考虑动量守恒定律和能量守恒定律去解决。 A与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，AB在滑至N点之前不发生碰撞，忽略空气阻力和圆盘的高度，将药品盒视为质点。求： (1)A在传送带上由静止加速到与传送带共速所用的时间t； (2)B从M点滑至N点的过程中克服阻力做的功W； (3)圆盘的圆心到平台右端N点的水平距离s。 关键表述 模型建立 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 小球与A碰撞过程动量守恒 碰后小球开始做简谐运动(要求摆角小于5°) 单摆运动，周期公式T＝2π A以速度v0沿平板滑动直至与B右侧挡板发生弹性碰撞 A与B碰撞过程动量守恒，机械能守恒