专题2-微专题4 力学中三大观点的综合应用(专题微讲)-【赢在微点·考前顶层设计】2024新高考物理大二轮专题复习（课件PPT）

考前顶层设计·物理 赢在微点 考前顶层设计 物理 第一部分 专题知识突破篇 专题二　能量和动量 微专题四　力学中三大 观点的综合应用 感悟·高考真题 专题二　微专题四　力学中三大观点的综合应用 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 突破·核心考点 感悟·高考真题 (2023·浙江卷)为了探究物体间碰撞特性,设计了如图所示的实验装置。水平直轨道AB、CD和水平传送带平滑无缝连接,两半径均为R=0.4 m的四分之一圆周组成的竖直细圆弧管道DEF与轨道CD和足够长的水平直轨道FG平滑相切连接。质量为3m的滑块b与质量为2m的滑块c用劲度系数k=100 N/m的轻质弹簧连接,静置于轨道FG上。现有质量m=0.12 kg的滑块a以初速度v0=2 m/s从D处进入,经DEF管道后,与FG上的滑块b碰撞(时间极短)。已知传送带长L=0.8 m,以v=2 m/s的速率顺时针转动,滑块a与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,其他摩擦和阻力均不计,各滑块均可视为质点,弹簧的弹性势能Ep=kx2(x为形变量)。 (1)求滑块a到达圆弧管道DEF最低点F时速度大小vF和所受支持力大小FN; (2)若滑块a碰后返回到B点时速度vB=1 m/s,求滑块a、b碰撞过程中损失的机械能ΔE; (3)若滑块a碰到滑块b立即被粘住,求碰撞后弹簧最大长度与最小长度之差Δx。 专题二　微专题四　力学中三大观点的综合应用 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 突破·核心考点 感悟·高考真题 【关键点】弹簧长度最大和最小时,弹簧弹性势能相等,三滑块共速。 解析　(1)滑块a以初速度v0从D处进入竖直圆弧轨道DEF运动,由动能定理有mg·2R=m-m, 解得vF=10 m/s。 在最低点F,由牛顿第二定律有FN-mg=m, 解得FN=31.2 N。 (2)碰撞后滑块a返回到B点的过程,由动能定理有-mg·2R-μmgL=m-m, 解得va=5 m/s, 滑块a、b碰撞过程,由动量守恒定律有mvF=-mva+3mvb, 解得vb=5 m/s, 碰撞过程中损失的机械能ΔE=m-m-·3m=0。 专题二　微专题四　力学中三大观点的综合应用 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 突破·核心考点 感悟·高考真题 (3)滑块a碰撞b后立即被粘住,由动量守恒定律有mvF=(m+3m)vab,解得vab=2.5 m/s, 滑块a、b一起向右运动,压缩弹簧,a、b减速运动,c加速运动,当a、b、c三者速度相等时,弹簧长度最小,由动量守恒定律有(m+3m)vab=(m+3m+2m)vabc, 解得vabc= m/s。 由机械能守恒定律有Ep1=×4m-×6m, 解得Ep1=0.5 J, 由Ep1=k,解得最大压缩量x1=0.1 m, 滑块a、b一起继续向右运动,弹簧弹力使c继续加速,使a、b继续减速,当弹簧弹力减小到零时,c速度最大,a、b速度最小;滑块a、b一起再继续向右运动,弹簧弹力使c减速,a、b加速,当a、b、c三者速度相等时,弹簧长度最大,其对应的弹性势能与弹簧长度最小时弹性势能相等,由弹簧的弹性势能公式可知最大伸长量x2=0.1 m, 所以碰撞后弹簧最大长度与最小长度之差Δx=x1+x2=0.2 m。 答案　(1)10 m/s　31.2 N　(2)0　(3)0.2 m 专题二　微专题四　力学中三大观点的综合应用 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 突破·核心考点 感悟·高考真题 突破·核心考点 专题二　微专题四　力学中三大观点的综合应用 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 突破·核心考点 感悟·高考真题 考点1　应用力学三大观点解决多过程问题 【链·核心必备】 比较力学三大观点,选择合适的规律解题 力学三 大观点 对应规律 常用表达式 适用情境 动力 学观点 牛顿第二定律 F合=ma 物体做匀变速直线运动,涉及运动细节 匀变速直线运动规律 v=v0+at x=v0t+at2 v2-=2ax等 专题二　微专题四　力学中三大观点的综合应用 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 突破·核心考点 感悟·高考真题 能量 观点 动能定理 W合=ΔEk 涉及力做功与能量转化的关系,位移或路程的信息明确 功能关系 WG=-ΔEp等 机械能守恒定律 Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 涉及能的转化,力做功的信息不突出 能量守恒定律 E1=E2 动量 观点 动量定理 I合=p'-p 涉及初末速度、力、时间而不涉及位移、功 动量守恒定律 p1+p2=p1'+p2' 涉及初末速度,不涉及时间 专题二　微专题