专题十三 力学三大观点的综合应用 讲义 -2027届高三物理一轮复习

该高中物理高考复习讲义聚焦力学三大观点综合应用，通过对比表格系统梳理动力学、能量、动量观点的基本规律及解题优势，构建从单体到系统、瞬时到过程的知识网络。设计考点梳理、方法提炼、典例精讲（含多选及计算题型）等环节，帮助学生突破综合应用难点，体现复习的系统性与针对性。 资料以物理观念（运动和相互作用、能量观念）和科学思维（模型建构、科学推理）为核心，如典例3通过动量守恒与能量损耗分析子弹射穿问题，典例4拆解弹性碰撞后运动过程。分层设计典例训练，配合详细解析，助力学生快速建立解题框架，提升应考能力，为教师把控复习节奏提供高效指导。

专题十三 力学三大观点的综合应用 讲义 力学三大观点比较 观点 基本规律 解题优势 动 力 学 观 点 牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、平抛运动规律、圆周运动规律 (1)研究瞬时状态，分析运动性质。 (2)研究匀变速直线运动。 (3)研究平抛运动、圆周运动。 (4)求解加速度、时间 能 量 观 点 动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律 (1)只涉及运动初、末状态。 (2)研究曲线运动。 (3)研究多过程运动。 (4)求解功、能、位移、速度 动量 观点 动量定理、动量守恒定律 (1)只涉及运动初、末状态。 (2)研究相互作用系统的运动。 (3)求解动量、冲量、速度 典例1：(多选)如图所示，光滑斜坡上，可视为质点的甲、乙两个相同滑块，分别从H甲、H乙高度同时由静止开始下滑。斜坡与水平面在O处平滑相接，滑块与水平面间的动摩擦因数均为μ，乙在水平面上追上甲时发生弹性碰撞，忽略空气阻力。下列说法正确的有(　　) A.甲在斜坡上运动时与乙相对静止 B.碰撞后瞬间甲的速度等于碰撞前瞬间乙的速度 C.乙的运动时间与H乙无关 D.甲最终停止位置与O处相距 答案　ABD解析　两滑块在光滑斜坡上加速度相同，同时由静止开始下滑，则相对速度为0，故A正确;两滑块滑到水平面后均做匀减速运动，由于两滑块质量相同，且发生弹性碰撞，可知碰后两滑块交换速度，即碰撞后瞬间甲的速度等于碰撞前瞬间乙的速度，故B正确;设斜坡倾角为θ，乙下滑过程有gsin θ·，在水平面运动一段时间t2后与甲相碰，碰后以甲碰前速度做匀减速运动时间t3后停止，乙运动的时间为t＝t1＋t2＋t3，由于t1与H乙有关，则总时间与H乙有关，故C错误;乙下滑过程有mgH乙＝m，由于甲和乙发生弹性碰撞，交换速度，则可知甲最终停止位置与不发生碰撞时乙最终停止的位置相同;则如果不发生碰撞，乙在水平面运动到停止有＝2μgx，联立可得x＝，即发生碰撞后甲最终停止位置与O处相距，故D正确。 典例2：如图所示，一滑雪道由AB和BC两段滑道组成，其中AB段倾角为θ，BC段水平，AB段和BC段由一小段光滑圆弧连接。一个质量为2 kg的背包在滑道顶端A处由静止滑下，若1 s后质量为48 kg的滑雪者从顶端以 1.5 m/s 的初速度、3 m/s2的加速度匀加速追赶，恰好在坡底光滑圆弧的水平处追上背包并立即将其拎起。背包与滑道的动摩擦因数为μ＝，重力加速度g取10 m/s2，sin θ＝，cos θ＝，忽略空气阻力及拎包过程中滑雪者与背包的重心变化。求： (1)滑道AB段的长度； (2)滑雪者拎起背包时这一瞬间的速度。 [答案]　(1)9 m　(2)7.44 m/s [解析]　(1)设斜面长度为L，背包质量为m1＝2 kg， 在斜面上滑行的加速度为a1，由牛顿第二定律有 m1g sin θ－μm1g cos θ＝m1a1 解得a1＝2 m/s2 滑雪者质量为m2＝48 kg，初速度为v0＝1.5 m/s，加速度为a2＝3 m/s2，设滑雪者在斜面上滑行时间为t，落后时间t0＝1 s，则背包的滑行时间为t＋t0， 由运动学公式得L＝a1(t＋t0)2 L＝v0t＋a2t2 联立解得t＝2 s或t＝－1 s(舍去)，L＝9 m。 (2)设背包和滑雪者到达水平轨道时的速度分别为v1、v2，有 v1＝a1(t＋t0)＝6 m/s v2＝v0＋a2t＝7.5 m/s 滑雪者拎起背包的过程，系统在光滑水平面上所受外力为零，动量守恒，设共同速度为v，有m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v 解得v＝7.44 m/s。 典例3：如图所示，在光滑的水平桌面上静止放置一个质量为980 g的长方形匀质木块，现有一颗质量为 20 g 的子弹以大小为300 m/s的水平速度沿木块的中心轴线射向木块，最终留在木块中没有射出，和木块一起以共同的速度运动。已知木块沿子弹运动方向的长度为10 cm，子弹打进木块的深度为6 cm。设木块对子弹的阻力保持不变。 (1)求子弹和木块的共同速度以及它们在此过程中所产生的内能； (2)若子弹是以大小为400 m/s的水平速度从同一方向水平射向该木块，则在射中木块后能否射穿该木块？ [答案]　(1)6 m/s　882 J　(2)能 [解析]　(1)设子弹射入木块后与木块的共同速度为v，对子弹和木块组成的系统，由动量守恒定律得mv0＝(M＋m)v 解得v＝6 m/s 此过程系统所增加的内能ΔE＝－(M＋m)v2＝882 J。 (2)假设子弹以v′0＝400 m/s的速度入射时没有射穿木块，则对以子弹和木块组成的系统， 由动量守恒定律得mv′0＝(M＋m)v′ 解得v′＝8 m/s 此过程系统所损耗的机械能为ΔE′＝－(M＋m)v′2＝1 568 J 由功能关系有ΔE＝F阻x相＝F阻d ΔE′＝F阻x′相＝F阻d′ 则＝＝ 解得d′＝ cm 因为d′>10 cm，所以能射穿木块。 典例4：如图所示，半径为 0.5 m 的光滑圆弧曲面与倾角为37°足够长的固定粗糙斜面MN在N点平滑相接，质量为 0.04 kg 的小物块B恰好静止在斜面上，此时物块B与N点的距离为0.25 m。另一质量为0.2 kg的小物块A从与圆心等高处由静止释放，通过N点滑上斜面，与物块B发生弹性碰撞。已知物块A与斜面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10 m/s2，两物块均可视为质点，碰撞时间极短，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。 求： (1)物块A运动到N点时对曲面的压力； (2)物块A与B碰撞前的速度大小； (3)从物块A与B第一次碰撞到两物块再次碰撞经历的时间。 [答案]　(1)4.8 N，方向与竖直方向成37°夹角斜向右下　(2)3 m/s　(3)3 s [解析]　(1)物块A从静止开始下滑到圆弧曲面底端的过程中，由机械能守恒得 mAgR cos 37°＝ 设物块A运动到N点时受到曲面的支持力为FN，由牛顿第二定律得 FN－mAg cos 37°＝ 联立解得FN＝4.8 N 由牛顿第三定律得曲面受到的压力F压＝FN＝4.8 N 方向与竖直方向成37°夹角斜向右下。 (2)滑上斜面后，对物块A，设加速度为a，与物块B碰撞前速度大小为v， 由牛顿第二定律可得mAg sin 37°－μmAg cos 37°＝mAa 由运动运动学公式可得＝2axNB 联立解得v＝3 m/s。 (3)物块A与物块B发生弹性碰撞，设碰撞后物块A速度为v1，物块B速度为v2，碰撞过程满足动量守恒、机械能守恒定律， 即mAv＝mAv1＋mBv2 mAv2＝ 联立解得v1＝2 m/s，v2＝5 m/s 因为物块B恰好静止在斜面上，碰撞后物块B匀速运动，物块A与物块B碰后，物块A以加速度a匀加速运动， 设经时间t第二次碰撞，由运动学公式可得v1t＋at2＝v2t 解得t＝3 s。 学科网（北京）股份有限公司 $