第7章 第三讲 第2课时 三大观点的综合应用（课件）-【创新方案】2026年高考物理一轮复习（江苏北京）

第2课时　 三大观点的综合应用 （综合应用课） 1 课时跟踪检测 CONTENTS 目录 1.力学三大观点 力学研究的是物体的受力与运动的关系，与之相伴的是能量和动量的变化，力学三大观点的知识体系如下： 2.力学规律的选用原则 (1)求解物体某一时刻受力及加速度时，可用牛顿第二定律或运动学公式列式解决。 (2)研究某一物体受到力的持续作用，运动状态改变的问题时，在涉及时间和速度，不涉及位移和加速度时要首先考虑选用动量定理；在涉及位移、速度，不涉及时间时要首先考虑选用动能定理。 (3)若研究的对象为相互作用的物体组成的系统，一般考虑用机械能守恒定律和动量守恒定律解决，但要仔细分析研究的问题是否符合守恒条件。 (4)在涉及相对位移问题时应优先考虑能量守恒定律，即滑动摩擦力与相对位移的乘积等于系统机械能的减少量，也等于系统产生的内能。 (5)涉及碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象的问题，通常可选用动量守恒定律，但须注意到这些过程一般均隐含有系统机械能与其他形式能量之间的转化。 [典例]　(2024·山东高考)如图甲所示，质量为M的轨道静止在光滑水平面上，轨道水平部分的上表面粗糙，竖直半圆形部分的表面光滑，两部分在P点平滑连接，Q为轨道的最高点。质量为m的小物块静置在轨道水平部分上，与水平轨道间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知轨道半圆形部分的半径R=0.4 m，重力加速度大小g=10 m/s2。 (1)若轨道固定，小物块以一定的初速度沿轨道运动到Q点时，受到轨道的弹力大小等于3mg，求小物块在Q点的速度大小v； [解析]　(1)根据题意可知，小物块在Q点由合力提供向心力有mg+3mg=m 代入数据解得v=4 m/s。 [答案]　(1)4 m/s (2)若轨道不固定，给轨道施加水平向左的推力F，小物块处在轨道水平部分时，轨道加速度a与F对应关系如图乙所示。 (ⅰ)求μ和m； (ⅱ)初始时，小物块静置在轨道最左端，给轨道施加水平向左的推力F=8 N，当小物块到P点时撤去F，小物块从Q点离开轨道时相对地面的速度大小为7 m/s。求轨道水平部分的长度L。 [答案]　(2)(ⅰ)0.2　1 kg (ⅱ)4.5 m [解析]　(2)(ⅰ)根据题意可知，当F≤4 N时，小物块与轨道一起向左加速， 根据牛顿第二定律可知F=(M+m)a 根据题图乙有k==0.5 kg-1 当外力F>4 N时，轨道与小物块相对滑动，则对轨道有F-μmg=Ma' 整理有a'= F- 结合题图乙可知k'==1 kg-1 截距b=-=-2 m/s2 联立以上各式可得M=1 kg，m=1 kg，μ=0.2。 (ⅱ)由题图乙可知，当F=8 N时，轨道的加速度为a1=6 m/s2，小物块的加速度为a2=μg=2 m/s2 当小物块经过t0时间运动到P点时，则对轨道有v1=a1t0 对小物块有v2=a2t0 在之后过程中系统机械能守恒， 有M+m=M+m+2mgR 水平方向动量守恒，以水平向左的正方向，则有Mv1+mv2=Mv3+mv4 联立解得t0=1.5 s 根据运动学公式有L=a1-a2代入数据解得L=4.5 m。 [针对训练] 1.(2024·重庆高考，节选)如图所示，M、N两个钉 子固定于相距为a的两点，M的正下方有不可伸长的轻 质细绳，一端固定在M上，另一端连接位于M正下方放 置于水平地面上的质量为m的小木块B，绳长与M到地面的距离均为10a。质量为2m的小木块A沿水平方向与B发生弹性碰撞，碰撞时间极短。A与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，忽略空气阻力和钉子直径，不计细绳被钉子阻挡和细绳断裂时的机械能损失。 (1)若碰后B在竖直面内做圆周运动，且能经过圆周运动最高点，求B碰后瞬间速度的最小值； 解析：(1)碰后B能在竖直面内做圆周运动，轨迹半径为10a，设碰后瞬间B的最小速度大小为v0，在最高点速度大小为v，在最高点时由牛顿第二定律有mg=m B从最低点到最高点，由动能定理可得-mg×2×10a=mv2-m 解得v0=5。 答案：(1)5 (2)若改变A碰前瞬间的速度，碰后A运动到P点停止，B在竖直面内做圆周运动旋转2圈，经过M正下方时细绳断开，B也来到P点，求B碰后瞬间的速度大小。 答案：(2)4 解析：(2)A和B碰撞过程中动量守恒、机械能守恒，设碰前瞬间A的速度大小为v1，碰后瞬间A的速度大小为v2，碰后瞬间B的速度大小为v3，则根据动量守恒定律和机械能守恒定律有2mv1=2mv2+mv3 ×2m=×2m+m 碰后A减速到0，根据动能定理有-μ×2mgL=0-×2m 碰后B做两周圆周运动，细绳在MN间缠绕2圈，缩短4a，B在M点正下方时，离M点6a，离地面4a，设此时B的速度大小为v4，由功能关系得mg×4a=m-m B随后做平抛运动，有4a=gt2 L=v4t，解得v3=4。 2.(2024·黑吉辽高考)如图，高度h=0.8 m的水平桌面上放置两个相同物块A、B，质量mA=mB=0.1 kg。A、B间夹一压缩量Δx=0.1 m的轻弹簧，弹簧与A、B不拴接。同时由静止释放A、B，弹簧恢复原长时A恰好从桌面左端沿水平方向飞出，水平射程xA =0.4 m；B脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离xB=0.25 m后停止。A、B均视为质点，取重力加速度g=10 m/s2。不计空气阻力，求： (1)脱离弹簧时A、B的速度大小vA和vB； 解析：(1)A离开桌面后做平抛运动，则 水平方向有xA=vAt，竖直方向有h=gt2 联立并代入数据解得vA=1 m/s A、B与弹簧相互作用的过程中，A、B所受水平桌面的摩擦力等大反向，所受弹簧弹力也等大反向，又A、B竖直方向上所受合力均为零，故A、B组成的系统所受合外力为零，动量守恒，则有 mAvA=mBvB，解得vB=1 m/s。 答案：(1)1 m/s　1 m/s (2)物块与桌面间的动摩擦因数μ； 答案：(2)0.2 解析：( 2)对B离开弹簧后的运动过程，根据动能定理有 -μmBgxB=0-mB，代入数据解得μ=0.2。 (3)整个过程，弹簧释放的弹性势能ΔEp。 答案：(3)0.12 J 解析：(3)对A、B与弹簧相互作用的过程，根据能量守恒定律有ΔEp=mA+mB+μmAg·+μmBg· 代入数据解得ΔEp=0.12 J。 课时跟踪检测 (单击进入电子文档) $$