内容正文:
多学科网书城画
品牌书店·知名教辅·正版资源
b.zxxk.com
您身边的互联网+教辅专家
第7课时
力学三大观点的综合应用突破点
典例1解析:()甲算珠从被拨出到与乙算珠碰撞前,做匀减速直线运动
加速度大小a==1m/s2
设甲算珠与乙算珠碰撞前瞬间的速度为
则2-V子=2a1s1,解得1=0.3ms
甲、乙两算珠碰撞时,由题意可知碰撞过程中动量守恒,取甲算珠初速度方向为
正方向
则有m1=mw'1十mw乙,其中=0.1m/s
解得碰撞后乙算珠的速度v乙=0.2ms
碰撞后,乙算珠做匀减速直线运动,加速度大小
==1m/s2
设乙算珠能运动的最远距离为x
则—妥=02m
由于x=S2
所以乙算珠能够滑动到边框a。
(2)甲算珠从拨出到与乙算珠碰撞所用时间
4=兴=01s
碰撞后甲算珠继续做匀减速直线运动直到停止,所用时间=÷-0.1s
所以甲算珠从拨出到停下所需的时间t=t1十2=0.2s。
答案:(1)能(计算过程见解析(2)0.2s
典例2解析:()未加电压时,油滴匀速时的速度大小
4=共
匀速时mog=f
又fi=km3
migt
联立可得k=h。
1/5
独家授权侵权必究·
多学科网书城画
品牌书店·知名教辅·正版资源
5.ZxXk.com○
您身边的互联网+教辅专家
(②)加电压后,油滴A的速度不变,可知油滴A不带电;油滴B最后速度方向向
上,可知油滴B所受电场力向上,极板间电场强度向下,可知油滴B带负电
油滴B向上匀速运动时,速度大小为
2=是
根据平衡条件可得m8十km2=吕q
解得q=c+h2
hU
根据△E,=一W电
又甲电=吕·h2
联立解得
AE=mgh(htha)
h
③)油滴B与油滴A合并后,新油滴的质量为2m0,新油滴所受电场力
F9_四h恤
h
若F>2mg,即h2>h1
可知2>1
设向上为正方向,根据动量守恒定律得
02一01=2o0共
可得)共>0
新油滴向上加速,达到平衡时
2mg+k·(2mov'=F
bhi
解得速度大小为=,速度方向向上:
若F'<2mog,即h1>h2
可知2<1
设向下为正方向,根据动量守恒定律得
01一02=20)'共
可知v'共>0
新油滴向下加速,达到平衡时
2/5
独家授权侵权必究·
多学科网书城画
品牌书店·知名教辅·正版资源
b.zxxk.com
您身边的互联网+教辅专家
2mS=F'+k·(2mo°o”
h-h
解得速度大小为”=:,速度方向向下。
migt
答案:)
Q油滴A不带电,油滴B带负电,电荷量为品
电势
能的变化量为-四ghh+h型
h
3)见解析
典例3
解析:)A由a到b过程有(F-g)X2R=支mV?
解得w=2WgR
A经b点处时FN=m京
解得Fx=4g。
2)A由b到d过程有FX四-W,-mgR十F1=mV-支mV院
解得a=4√gR
A与B碰撞,以a的方向为正方向,有mM=m4十Mg,mV=mV十是M
VE
解得A=-2√gR,g=2ygR
B与C碰撞,以g的方向为正方向,有Mg=Mg2十Mc,Mv后=Mv2十
MVa
解得g2=0,Vc=2WgR。
3)设管d段足够长,B与C会发生二次碰撞,先设A反弹不会进入圆孤管,则
A减速至速度为零时,根据动能定理有一Fs1=0一mV
解得S1=R<x1=3R
假设成立
以V4的方向为正方向,设A与B再次碰撞的时间为t,根据动量定理有Ft1=m
(-A)-m)4
解得1=2冒
3/5
独家授权侵权必究·
学科网书城画
品牌书店·知名教辅·正版资源
b.zxxk.com
您身边的互联网+教辅专家
A与B从第一次碰撞到第二次碰撞C的位移为xc=c一吉at
C的加速度大小mg=Ma
解得a=言8
位移大小为xc=号R
此时C恰好到达管口处,即B与C不会发生第二次碰撞。
答案:)4g(2)2ygR3)B与C不会发生第二次碰撞
41
·独家授权侵权必究·
学科网书城画
品牌书店·知名教辅·正版资源
5.ZxXk.com○
您身边的互联网+教辅专家
5/5
·独家授权侵权必究·
力学三大观点的综合应用
真题呈现
2022·广东卷T13——力学综合问题
2022·广东卷T14——带电油滴在电场力、重力和阻力作用下的运动
2023·广东卷T15——力学综合问题
2024·广东卷T10——力学综合问题
2024·广东卷T14——力学综合问题
2024·广东卷T15——带电粒子在交变电场和磁场中的运动
2025·广东卷T14——力学综合问题
2025·广东卷T15——带电颗粒在复合场中的运动
考情分析
力学的三大观点是解决力学综合问题和电磁学综合问题的核心思想。高考以创设较为复杂的运动情境为依托强调受力分析、运动过程分析,并需应用力学三大观点进行分析和推理,经常作为压轴题出现,对综合分析能力要求较高。
真题情境
2022·广东卷T13 2022·广东卷T14 2023·广东卷T15
2024·广东卷T10 2024·广东卷T14 2024·广东卷T15
2025·广东卷T14 2025·广东卷T15
突破点 应用力学三大观点解决多过程问题
1.三大观点的对比
分类
规律
表达式
适用
情况
动力学
观点
力的瞬时
作用
牛顿第二定律
F合=ma
单体
牛顿第三定律
F=-F'
能量
观点
力的空间
累积作用
动能定理
W合=Ek2-Ek1
单体
机械能守恒
定律
Ek1+Ep1=
Ek2+Ep2
系统
动量
观点
力的时间
累积作用
动量定理
F合t=mv'-
mv
单体
动量守恒定律
m1v1+m2v2=
m1v'1+m2v'2
系统
2.三大观点的选用原则
(1)单个物体:宜选用动量定理、动能定理和牛顿运动定律。若其中涉及时间的问题,应选用动量定理;若涉及位移的问题,应选用动能定理;若涉及加速度的问题,只能选用牛顿第二定律。
(2)多个物体组成的系统:优先考虑两个守恒定律,若涉及碰撞、爆炸、反冲等问题,应选用动量守恒定律,然后再根据能量关系分析解决。
[典例1] 算盘是我国古老的计算工具,中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动,使用前算珠需要归零。如图所示,水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未在归零位置,甲靠边框b,甲、乙相隔s1=3.5×10-2 m,乙与边框a相隔s2=2.0×10-2 m,算珠与导杆间的动摩擦因数μ=0.1。现用手指将甲以0.4 m/s的初速度拨出,甲、乙碰撞后甲的速度大小为0.1 m/s,方向不变,碰撞时间极短且不计,重力加速度g取10 m/s2。
(1)通过计算,判断乙算珠能否滑动到边框a;
(2)求甲算珠从拨出到停下所需的时间。
[听课记录] ________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
[典例2] (2022·广东卷T14)密立根通过观测油滴的运动规律证明了电荷的量子性,因此获得了1923年的诺贝尔奖。如图是密立根油滴实验的原理示意图,两个水平放置、相距为d的足够大金属极板,上极板中央有一小孔。通过小孔喷入一些小油滴,由于碰撞或摩擦,部分油滴带上了电荷。有两个质量均为m0、位于同一竖直线上的球形小油滴A和B,在时间t内都匀速下落了距离h1。此时给两极板加上电压U(上极板接正极),A继续以原速度下落,B经过一段时间后向上匀速运动。B在匀速运动时间t内上升了距离h2(h2≠h1),随后与A合并,形成一个球形新油滴,继续在两极板间运动直至匀速。已知球形油滴受到的空气阻力大小为f=kv,其中k为比例系数,m为油滴质量,v为油滴运动速率,不计空气浮力,重力加速度为g。求:
(1)比例系数k;
(2)油滴A、B的带电量和电性;B上升距离h2电势能的变化量;
(3)新油滴匀速运动速度的大小和方向。
[听课记录] ________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
[典例3] (2025·广东佛山二模)很多医院都装备有气动物流装置,将药房配药输送到各科室。如图所示是类似的气动输送装置,管道abcde右端开口,其中ab竖直,高度H=2R,bc是半径为R的四分之一圆弧管(R远大于管道直径),cde水平,cd长度x1=3R,de长度x2=R。d处紧挨放置着大小可忽略不计的运输胶囊B和C,B被锁定在d处,a处放置胶囊A,胶囊与管道内壁接触处均不漏气,胶囊A、C间气室为真空,A的质量为m,B、C的质量均为M=3m。启动风机,给A施加一大小恒为F=2mg的气动推力,A运动至d处前瞬间解锁B,并与B完成弹性碰撞,紧接着B与C完成弹性碰撞,碰撞时间极短,大气对C产生的压力恒为mg(忽略管道内空气流动对气压的影响),ab和cde均光滑,A经bc过程克服阻力做功为Wf=mgR(π-1),求:
(1)A经圆弧管b点处时,管道对其弹力大小FN;
(2)B与C碰撞后瞬间,C的速度大小vC;
(3)试分析并判断B与C是否会发生第二次碰撞。
[听课记录] ________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
1/1
学科网(北京)股份有限公司
$