内容正文:
押全国卷25题:力学综合题(图像+能量+动量)
核心考点
考情统计
考向预测
备考策略
匀变速直线运动、牛顿第二定律、能量、动量
2023·新课标卷24
力学计算题是高考的必考内容,高考题常以生活中的情景为背景,强调情景与对应的力学知识的有机融合,突出了应用性。主要考查对力学三大观点的理解及应用,常结合关联物体、弹簧模型、传送带模型及板块模型等。
关注曲线运动与能量、动量和图像等知识的结合。尽量用能量和动量的观点解决问题。
2023·全国甲卷24
2023·全国乙卷25
2022·全国甲卷24
2022·全国乙卷25
2021·全国甲卷24
2021·全国乙卷24
1.(2023·新课标卷,T24)将扁平的石子向水面快速抛出,石子可能会在水面上一跳一跳地飞向远方,俗称“打水漂”。要使石子从水面跳起产生“水漂”效果,石子接触水面时的速度方向与水面的夹角不能大于θ。为了观察到“水漂”,一同学将一石子从距水面高度为h处水平抛出,抛出速度的最小值为多少?(不计石子在空中飞行时的空气阻力,重力加速度大小为g)
2.(2023·全国甲卷,T24)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。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。
一、匀变速直线运动
基本公
式法
v=v0+at,x=v0t+at2,v2-v=2ax。
三个公式中的物理量x、a、v0、v均为矢量(三个公式称为矢量式)。在应用时,一般以初速度方向为正方向,凡是与v0方向相同的x、a、v均为正值,反之为负值。
比例法
只适用于初速度为零的匀变速直线运动。
1T末、2T末、3T末……瞬时速度的比为:v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n;1T内、2T内、3T内……位移的比为:x1∶x2∶x3∶…∶x=12∶22∶32∶…∶n2;第一个T内、第二个T内、第三个T内……位移的比为:xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶(2n-1);从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比为:t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶(-1)∶(-)∶…∶(-)。
图像法
x−t图象,v−t图象,a-t图象,a-x图象,-t图象,v2-x图象
x−t图象纵轴表示位移; v−t图象纵轴表示速度。x−t图象上斜率表示速度; v−t图象上斜率表示加速度。v−t图象上图线和时间轴围成的“面积”表示位移。a-t图象所围面积表示速度变化量Δv。a-x图象所围面积表示。-t图象的斜率为a。v2-x图象图象斜率为2a。
推论法
==,Δx=x2-x1=x3-x2=…=xn-xn-1=aT2。
物体在一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度,还等于初、末时刻速度矢量和的一半;任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差为一恒量。
逆向思维法
匀减速到速度为零的直线运动一般看成逆向的初速度为零的匀加速直线运动。
刹车类问题和双向可逆类问题。
平均速度法
=
任一时间t中间时刻的瞬时速度等于这段时间t内的平均速度。
2、 动力学问题
1.有关牛顿第二定律的动力学图像问题
常见图像
vt图像、at图像、Ft图像、Fa图像
三种类型
(1)已知物体受到的力随时间变化的图线,求解物体的运动情况。
(2)已知物体的速度、加速度随时间变化的图线,求解物体的受力情况。
(3)由已知条件确定某物理量的变化图像。
解题策略
(1)问题实质是力与运动的关系,要注意区分是哪一种动力学图像。
(2)应用物理规律列出与图像对应的函数方程式,进而明确“图像与公式”“图像与物体”间的关系,以便对有关物理问题作出准确判断。
破题关键
(1)分清图像的类别:即分清横、纵坐标所代表的物理量,明确其物理意义,掌握物理图像所反映的物理过程,会分析临界点。
(2)注意图线中的一些特殊点所表示的物理意义:图线与横、纵坐标的交点,图线的转折点,两图线的交点等。
(3)明确能从图像中获得哪些信息:把图像与具体的题意、情境结合起来,再结合斜率、特殊点、面积等的物理意义,确定从图像中反馈出来的有用信息,这些信息往往是解题的突破口或关键点。
2.曲线运动
运动类型
平抛运动
斜抛运动
圆周运动
图