2026届高考物理复习专题课件 力学三大观点的综合运用

2026年高考物理复习专题课件★★ 力学三大观点的综合运用 1 1.力学规律的选用原则 （1）如果要列出各物理量在某一时刻的关系式，可用牛顿第二定律。 （2）研究某一物体受到力的持续作用使其运动状态改变时，一般用动量定理（涉及 时间的问题）或动能定理（涉及位移的问题）去解决问题。 （3）若研究的对象为一系统，且它们之间有相互作用，一般用动量守恒定律和机械 能守恒定律去解决问题，但需先进行判断所研究的问题是否满足守恒的条件。 （4）在涉及相对位移问题时则优先考虑能量守恒定律，系统克服摩擦力所做的总功 等于系统机械能的减少量，即转化为系统内能的量。 （5）在涉及碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象时，需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，作用时间都极短，因此用动量守恒定 律去解决。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 2 2.灵活选用力学规律的思维流程 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 3 题型一 动量与动力学观点的综合应用 4 （1）牛顿第二定律揭示了力的瞬时效应,在研究某一物体所受力的瞬时作用与 物体运动的关系时,或者物体受恒力作用,且直接涉及物体运动过程中的加速度问题时, 应采用牛顿第二定律求解。 （2）动量定理反映了力对时间的累积效应,适用于不涉及物体运动过程中的加 速度、位移,而涉及运动时间的问题,特别是冲击类问题,因作用时间短且冲力随时间 变化,应采用动量定理求解。 （3）若研究对象是相互作用的物体组成的系统,则有时既要用到动力学观点,又 要用到动量守恒定律。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 5 例1 （2021年广东卷）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，甲、乙相隔，乙与边框 相 隔，算珠与导杆间的动摩擦因数。现用手指将甲以 的初速度拨出，甲、乙碰撞后甲的速度大小为 ，方向不变，碰撞时间极短且 不计，重力加速度取 。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 6 （1）通过计算，判断乙算珠能否滑动到边框 。 答案 能，计算见解析 解析 甲、乙滑动时的加速度大小均为 设甲与乙碰前的速度为，则 解得 设甲、乙碰撞后速度分别为、，由动量守恒定律，有 解得碰后乙的速度 然后乙做减速运动，当速度减为零时，有 ,可知乙恰好能滑到边框 。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 7 （2）求甲算珠从拨出到停下所需的时间。 答案 解析 甲与乙碰前运动的时间 碰后甲运动的时间 则甲运动的总时间 。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 8 本题以算盘中算珠的运动为素材创设生活实践情境，题中的“甲、乙碰撞后甲的 速度大小为 ，方向不变，碰撞时间极短且不计”可理解为碰撞过程中外力冲 量忽略不计，碰撞时甲、乙组成的系统动量守恒，是解题的突破口，甲、乙质量相 等这一隐含条件是不能忽略的，否则求不出碰撞后的速度。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 9 【巩固训练1】 （2023年福建模拟）质量的汽车以速度 沿 平直公路行驶时,驾驶员发现前方不远处有一质量的汽车 以速度 迎面驶来,两车立即同时急刹车,使车做匀减速运动,但两车仍在开始刹车 后猛烈地相撞,相撞后结合在一起共同滑行一段距离后停下,设两车与路面间的动 摩擦因数均为,取重力加速度 ,忽略碰撞过程中路面摩擦力的冲量。 （1）求两车碰撞后刚结合在一起时的速度大小。 答案 解析 对于减速过程两车的加速度 对车有，对车有 以碰撞前 车运动的方向为正方向,对碰撞过程由动量守恒定律得 ，可得 。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 10 （2）设两车相撞时间（从接触到一起滑行）,则 车受到水平的平均冲力是 其自身所受重力的多少倍? 答案 6倍 解析 对车由动量定理得 可得 则 。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 11 （3）求两车一起滑行的距离。 答案 解析 对共同滑行的过程有 解得 。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 12 题型二 动量与能量观点的综合应用 13 （1）若研究对象为一个系统,应优先考虑应用动量守恒定律和能量守恒定律 （机械能守恒定律）。 （2）若研究对象为单一物体,且若涉及研究对象的功和位移时,应优先考虑动能定理。 （3）动量守恒定律、能量守恒定律（机械能守恒定律）和动能定理都只考查一 个物理过程的初、末两个状态有关物理量间的关系,不细究过程的细节,这正是它们的 方便之处,特别是在变力做功问题上,更显出它们的优越性。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 14 例2 （2023年全国乙卷）如图，一竖直固定的长直圆管内有一质量为 的静止薄圆盘，圆盘与管的上端口距离为，圆管长度为 。一质量 的小球从管的上端口由静止下落，并撞在圆盘中心，圆盘向下 滑动，所受滑动摩擦力与其所受重力大小相等。小球在管内运动时与管 壁不接触，圆盘始终水平，小球与圆盘发生的碰撞均为弹性碰撞且碰撞 时间极短。不计空气阻力，重力加速度大小为 。求： 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 15 （1）第一次碰撞后瞬间小球和圆盘的速度大小。 答案 ; 解析 过程1：小球释放后自由下落，下降 ，根据机械能守恒定律,有 解得 过程2：小球以 的速度与静止圆盘发生弹性碰撞，以竖直向下为正方向，根据 能量守恒定律和动量守恒定律分别有 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 16 ， 解得， 即小球碰后速度大小为，方向竖直向上，圆盘速度大小为 ，方向竖直向下。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 17 （2）在第一次碰撞到第二次碰撞之间，小球与圆盘间的最远距离。 答案 解析 第一次碰撞后，小球做竖直上抛运动，圆盘所受摩擦力与重力平衡，匀速下滑， 所以只要圆盘下降速度比小球快，二者间距就不断增大，当二者速度相同时，间距 最大，即 解得 根据运动学公式得最大距离 。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 18 （3）圆盘在管内运动过程中，小球与圆盘碰撞的次数。 答案 4 解析 第一次碰撞后到第二次碰撞时，两者位移相等，则有 即，解得，此时小球的速度 圆盘的速度仍为，这段时间内圆盘下降的位移 之后两者第二次发生弹性碰撞，根据动量守恒有 根据能量守恒有 联立解得， 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 19 同理可得当位移相等时， 解得 圆盘向下运动，此时圆盘距下端管口 ，之后二者第三次发 生碰撞，碰前小球的速度 ，由动量守恒有 由机械能守恒有 解得碰后小球速度 圆盘速度，当二者即将第四次碰撞时，即 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 20 得，在这段时间内，圆盘向下移动 此时圆盘距离下端管口 此时可得出圆盘每次碰后到下一次碰前，下降距离逐次增加 ，故若发生下一次碰 撞，圆盘将向下移动 ，则第四次碰撞后落出管口外，因此圆盘在管内运动 的过程中，小球与圆盘的碰撞次数为4次。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 21 以运动为线串联解题过程 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 22 【巩固训练2】 （2023年广东珠海模拟）如图所示，光滑水平轨道 左端与倾角 的足够长的斜面连接，右端与半径为的光滑圆弧轨道 连接。质量 分别为和的滑块、之间夹有少量炸药，静止在 上（滑块 、均可视为质点，炸药的质量忽略不计）。炸药引爆后释放的化学能 全 部转化为两滑块的动能，之后滑块冲上圆弧轨道，滑块冲上斜面， 与斜面间 的动摩擦因数，取，， 。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 23 （1）炸药引爆后、到达、点时的动能、 各为多大？ 答案 ; 解析 设炸药引爆后、的速度大小各为、 ，取向左为正方向，由动量守恒定 律得 由能量守恒定律得 可得， 联立解得， 。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 24 （2）已知恰好能到达圆弧轨道的最高点，圆弧轨道的半径 为多大？ 答案 解析 从到的上滑过程，由机械能守恒定律得 可得 。 （3）求沿斜面上滑的最大距离 。 答案 解析 从 沿斜面上滑的过程，运用动能定理得 解得 。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 25 题型三 力学三大观点解决多过程问题 26 多过程问题可根据涉及物体的多少，分为单体多过程和多体多过程，用三大力 学观点解决多过程问题的常用两种方法是分段处理法和全程法，观察每一个过程的 特征和寻找过程之间的联系是解决多过程问题的两个关键。 例3 （2023年辽宁卷）如图，质量 的木 板静止在光滑水平地面上，右侧的竖直墙面固定一 劲度系数的轻弹簧，弹簧处于自然状态。质量 的小物块以水平 向右的速度 滑上木板左端，两者共速时木板恰好与弹簧接触。木板足够 长，物块与木板间的动摩擦因数 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终 处在弹性限度内，弹簧的弹性势能与形变量的关系为 。取重力加速度 ，结果可用根式表示。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 27 （1）求木板刚接触弹簧时速度的大小及木板运动前右端距弹簧左端的距离 。 答案 ; 解析 由于地面光滑，则木板与物块组成的系统动量守恒，以向右为正方向，则有 代入数据有 对木板受力分析有 设木板运动前右端距弹簧左端的距离为,有 代入数据解得 。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 28 （2）求木板与弹簧接触以后，物块与木板之间即将相对滑动时弹簧的压缩量 及此 时木板速度 的大小。 答案 ; 解析 木板与弹簧接触以后，对木板与物块组成的系统有 对物块有 当时物块与木板之间即将相对滑动，解得此时的弹簧压缩量 对木板与物块组成的系统由动能定理有 代入数据有 。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 29 （3）已知木板向右运动的速度从减小到0所用时间为。求木板从速度为 时到 之后与物块加速度首次相同时的过程中，系统因摩擦转化的内能（用 表示）。 答案 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 30 解析 木板在速度为 时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，由于木板的加速 度大于物块的加速度，则当木板与物块的加速度相同时即弹簧形变量为 时，此时 木板的速度大小为，共用时 ，且物块一直受滑动摩擦力作用，则对物块有 解得 则对木板与物块组成的系统有 联立有 。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 31 【巩固训练3】 （2023年浙江绍兴模拟）如图所示，水 平桌面上放置一端有挡板的长平板，平板上放着物块 和，和 之间有一被压缩且劲度系数足够大的轻弹 簧，与挡板间的距离，位于桌面边缘，离地面高 。由静止释 放压缩弹簧，和瞬间分离， 向右水平抛出后的落地点与抛出点的水平距离 ，向左运动与的挡板发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知平板 的质量 ，物块的质量，物块的质量，、 均可看为质 点，与、与桌面间的动摩擦因数均为，重力加速度取 。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 32 （1）求释放前压缩弹簧的弹性势能。 答案 解析 设、分离瞬间、的速度大小分别为和，、 组成的系统动量守恒， 则有 由能量守恒定律得 分离后，做平抛运动，则有， 联立解得，， 。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 33 （2）求与的挡板碰撞后瞬间平板 的动能。 答案 解析 、分离后，向左做匀减速直线运动，静止不动，设、碰撞前瞬间 的 速度为，对，由动能定理得 、 发生弹性碰撞，取水平向左为正方向，碰撞过程中系统动量守恒、机械能守恒， 则有 且 联立解得，，， 。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 34 （3）求平板 在桌面上滑行的距离。 答案 解析 、碰撞后，向左做匀减速直线运动， 向左做匀加速直线运动 则对有 对有 解得， 设经过时间，两者共速，则有 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 35 解得， 此过程中 向左运动距离 此后，、相对静止一起减速到零，有 解得 整个过程中 在桌面上滑行的距离 。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 36 本题是以板块模型为情境命制的涉及多个运动对象、杂糅多个运动过程的综合 性强的高考压轴题，涉及的知识点大多是新课标教学的难点,尤其第二、三问涉及弹 性碰撞计算、多物体相对运动的计算，计算量大、难度较大。 磨尖课2 力学三大观点的综合运用 37 $