第二板块 专题六 主题二 三大观点求解多过程问题（课件PPT）-【新高考方案】2024年高考物理二轮复习专题增分方略（新教材 江苏北京专用）

主题二　三大观点求解多过程问题 [典例示法·建模型] 1．解答力学问题的三大观点 (1)动力学观点 (2)能量观点 (3)动量观点 表达式 适用条件 动量定理：F合t＝mv2－mv1 适用于单个物体或物体系受到的合力对时间的积累效果 动量守恒定律：m1v1＋m2v2＝ m1v1′＋m2v2′ 适用于合外力为零的系统 2．涉及动量的多过程问题的分析思路 [典例]　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。 [解题指导] 序号 关键信息 建构模型 1 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 续 表 [解题观摩] (1)设水平向右为正方向，A与B右侧挡板发生弹性碰撞，根据动量守恒定律和机械能守恒定律有mAv0＝mAvA＋mBvB ① mAv02＝mAvA2＋mBvB2 ② 代入数据联立解得vA＝－2 m/s，方向水平向左；vB＝2 m/s，方向水平向右 即A和B速度的大小均为2 m/s。 ③ (3)对A减速的过程，根据动量定理有 －μ1mAgt2＝0－mAvA ⑧ 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 ⑨ 在A减速过程中，对B根据牛顿第二定律有μ1mAg＋μ2(mA＋mB)g＝mBa2 ⑩ 考法1　动力学与能量的综合应用 1．(2023·连云港高三模拟)如图甲所 示，轻弹簧竖直固定在水平面上处于自 由状态，一质量为m＝0.2 kg的小球，从 弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧在弹性限度内)，其速度v和弹簧压缩量Δx之间的函数图像如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，取g＝10 m/s2，则(　 ) [考法全训·用模型] A．当Δx＝0.1 m时，小球处于失重状态 B．小球在最低点时的加速度等于g C．小球从接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中，小球的机械能守恒 D．小球从速度最大到弹簧压缩至最短，弹簧弹性势能增加量为3.621 J 答案：D　 解析：由题图乙可知，当Δx＝0.1 m时，小球的速度最大，分析可知，此时小球的加速度大小为0，没有向下的加速度，不处于失重状态，选项A错误；当Δx＝0.1 m时，对小球由牛顿第二定律有k·Δx－mg＝0，当小球下落到最低点时有k·Δx1－mg＝ma，联立解得a＝5.1g，因此小球在最低点时的加速度一定大于g，选项B错误；小球从接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中，弹簧的弹性势能 2．(2023·南京高三调研)如图所示，在粗糙水平台阶上静止放置一质量m＝0.5 kg的小物块，它与水平台阶表面间的动摩擦因数μ＝0.5，且与台阶边缘O点的距离s＝5 m。在台阶右侧固定了一个以O点为圆心的圆弧形挡板，现用F＝5 N的水平恒力拉动小物块，一段时间后撤去拉力，小物块最终水平抛出并击中挡板。(g取10 m/s2) (1)若小物块恰能击中挡板的上边缘P点，P点的坐标为(1.6 m,0.8 m)，求其离开O点时的速度大小； (2)为使小物块击中挡板，求拉力F作用的距离范围。 答案：(1)4 m/s　(2)2.5 m<x≤3.3 m 考法2　能量与动量的综合应用 3．(2023·扬州考前调研)有一款三轨推拉门，门框内部宽为2.4 m，三扇相同的门板如图所示，每扇门板宽为d＝0.8 m，质量为m＝20 kg，与轨道的动摩擦因数为μ＝0.01。在门板边缘凸起部位贴有尼龙搭扣，两门板碰后可连在一起，现将三扇门板静止在最左侧，用力F水平向右拉3号门板，一段时间后撤去，取重力加速度g＝10 m/s2。 (1)若3号门板左侧凸起部位恰能与2号门板右侧凸起部位接触，求力F