2027届高考物理一轮总复习课件：第七章 专题提升课8 “滑块—弹簧”模型和“滑块—斜(曲)面”模型

该高中物理高考复习课件聚焦“滑块—弹簧”模型和“滑块—斜(曲)面”模型两大核心专题，依据高考评价体系梳理牛顿定律、能量守恒等知识综合应用要求，通过真题分析明确多物体、多过程复杂情境的高频考点分布，归纳单连/双连滑块临界分析、斜面最大高度等常考题型。 课件亮点在于“模型建构+临界提取+守恒应用”的备考策略，以2026山东菏泽期中“滑块—曲面”题为例，通过系统水平动量守恒与机械能守恒方程联立，培养学生科学思维与物理观念素养。设“破题思维链”指导过程分段，助力学生掌握临界状态分析技巧，教师可依托此课件精准指导复习，提升学生高考冲刺得分率。

专题提升课8　“滑块—弹簧”模型和 “滑块—斜(曲)面”模型 考点一　“滑块—弹簧”模型 能力 高分练 课中 关键能力·可视思维 考点一 考点二 专题提升课8　“滑块—弹簧”模型和“滑块—斜(曲)面”模型 角度一　弹簧单连滑块的临界分析 例1 如图,光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C,B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)。设A以速度v0向B运动,压缩弹簧;当A、B速度相等时,B与C恰好相碰并粘在一起,然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中: (1)整个系统损失的机械能; (2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。 考点一 考点二 专题提升课8　“滑块—弹簧”模型和“滑块—斜(曲)面”模型 答案 (1)　(2) 解析 (1)从A压缩弹簧到A与B具有相同速度v1时,对A、B与弹簧组成的系统,取水平向右为正方向,由动量守恒定律得mv0=2mv1① 此时B与C发生完全非弹性碰撞,设碰撞后的瞬时速度为v2,损失的机械能为ΔE,对B、C组成的系统,由动量守恒定律和能量守恒定律得 mv1=2mv2② =ΔE+(2m)③ 联立①②③式得ΔE=。④ 考点一 考点二 专题提升课8　“滑块—弹簧”模型和“滑块—斜(曲)面”模型 (2)由②式可知v2<v1,A将继续压缩弹簧,直至A、B、C三者速度相同,设此速度为v3,此时弹簧被压缩至最短,其弹性势能为Ep。 由动量守恒定律和能量守恒定律得mv0=3mv3⑤ -ΔE=(3m)+Ep⑥ 联立④⑤⑥式得Ep=。 考点一 考点二 专题提升课8　“滑块—弹簧”模型和“滑块—斜(曲)面”模型 破题思维链 考点一 考点二 专题提升课8　“滑块—弹簧”模型和“滑块—斜(曲)面”模型 解题精要 1.模型示意图 考点一 考点二 专题提升课8　“滑块—弹簧”模型和“滑块—斜(曲)面”模型 2.模型特点 (1)动量守恒:两个物体与弹簧相互作用的过程中,若系统所受外力的矢量和为零,则系统动量守恒。 (2)机械能守恒:系统所受的外力的矢量和为零或除弹簧弹力以外的内力不做功,系统机械能守恒。 (3)弹簧处于最长(最短)状态时两物体速度相等,弹性势能最大,系统动能通常最小(相当于完全非弹性碰撞,两物体减少的动能转化为弹簧的弹性势能)。 (4)弹簧恢复原长时,弹性势能为零,系统动能最大(相当于刚完成弹性碰撞)。 考点一 考点二 专题提升课8　“滑块—弹簧”模型和“滑块—斜(曲)面”模型 角度二　弹簧双连滑块的临界分析 例2 (2026江苏盐城模拟)如图所示,AB、CD为两根水平放置的光滑平行轨道,其上分别套有甲、乙小球(m甲=2m乙),小球之间连有一根轻弹簧,初始两球均静止,弹簧处于原长,现给甲球一个瞬间冲量,使其获得向右的初速度v0,则从开始运动到再次相距最近的过程中, 两球的v-t图像可能正确的是(　　) C 考点一 考点二 专题提升课8　“滑块—弹簧”模型和“滑块—斜(曲)面”模型 解析 甲获得初速度后,弹簧被拉伸,甲向右做减速运动,乙向右做加速运动,设乙的质量为m,则甲的质量为2m,甲、乙系统水平方向动量守恒,规定向右为正方向,有2mv0=(2m+m)v共1,解得第一次共速v共1=v0,从开始运动到第一次共速,弹簧被拉长,弹力增大,且弹簧的水平分力也在增大,故二者做的是加速度增大的运动。达到v共1后,甲向右做减速运动,乙向右做加速运动,弹簧开始恢复原长,当甲、乙再次相距最近时,乙在甲的正下方,由动量守 恒、机械能守恒有2mv0=2mv甲+mv乙,×2m×2m,解得v甲=v0,v乙=v0,从第一次共速到甲、乙再次相距最近时,弹簧拉伸量 减小,弹力减小,且弹簧的水平分力也在减小,故二者做的是加速度减小的运动,v-t图像斜率绝对值表示加速度大小,综合分析可知C选项符合题意。 考点一 考点二 专题提升课8　“滑块—弹簧”模型和“滑块—斜(曲)面”模型 方法导引 “弹簧类”模型的解题策略 (1)应用系统的动量守恒。 (2)应用系统的机械能守恒。 (3)临界条件1:两滑块共速时,弹簧的弹性势能最大。 (4)临界条件2:从A开始压缩弹簧到弹簧恢复原长时,B的速度最大,此过程类似弹性碰撞,可直接利用结论: v1=v0。 考点一 考点二 专题提升课8　“滑块—弹簧”模型和“滑块—斜(曲)面”模型 考点二　“滑块—斜(曲)面”模型 专题提升课8　“滑块—弹簧”模型和“滑块—斜(曲)面”模型 考点一 考点二 角度一　“滑块—斜(曲)面”模型的临界分析 例3 (多选)(2026山东菏泽期中)如图所示,在光滑水平面上停放着质量为m,装有半径为R的光滑弧形槽的小车,质量为m的小球以水平速度v从弧形槽的右端点P沿弧形槽向上滑去,到达某一高度后,小球又返回P点。已知重力加速度为g,则下列说法正确的是(　 　) A.小球返回到P点后将做自由落体运动 B.小球返回到P点后将向右做平抛运动 C.小球沿弧形槽上升的最大高度为 D.若小球以4v的水平速度滑上弧形槽,小球能上升的最大高度为 ACD 专题提升课8　“滑块—弹簧”模型和“滑块—斜(曲)面”模型 考点一 考点二 解析 设小球离开小车时,小球和小车的速度分别为v1、v2,整个过程系统水平方向动量守恒,有mv=mv1+mv2,由机械能守恒定律可得mv2=,联立解得v1=0,v2=v,即小球与小车分离后二者交换速度,所以小球以后将做自由落体运动,A项正确,B项错误;当小球与小车的水平速度相等时,小球沿弧形槽上滑到最大高度,此时mv=2mv',机械能守恒定律可得mv2=×2mv'2+mgh,联立解得小球沿弧形槽上升的最大高度h=,C项正确;不论小球是否从弧形槽上端飞出,小球在最高点时的水平速度总与弧形槽的速度相同,有m×4v=2mvx,由机械能守恒定律可得m(4v)2=×2m+mgh',联立解得小球能上升的最大高度h'=,D项正确。 专题提升课8　“滑块—弹簧”模型和“滑块—斜(曲)面”模型 考点一 考点二 破题思维链 专题提升课8　“滑块—弹簧”模型和“滑块—斜(曲)面”模型 考点一 考点二 角度二　类似情境(悬绳模型)的临界分析 例4 (多选)如图,足够长的光滑细杆MN水平固定,质量m1=2 kg的物块A穿在杆上,可沿杆无摩擦滑动,质量m2=1 kg的物块B通过长度l=0.45 m的轻质细绳竖直悬挂在A上,整个装置处于静止状态,A、B可视为质点。现让物块B以初速度v0=3 m/s水平向右运动,g取10 m/s2,则(　　) A.物块A的最大速度为2 m/s B.物块A、B组成的系统,动量守恒 C.物块B恰好能够到达细杆MN处 D.物块B从开始运动到最大高度的过程中,机械能减少了1 J AD 专题提升课8　“滑块—弹簧”模型和“滑块—斜(曲)面”模型 考点一 考点二 解析 当B在A的右侧运动时,细绳弹力对A一直做正功,可知当B再次回到最低点时,A的速度最大,则有m2v0=m2v2+m1v1,m2m2m1,解得v1=2 m/s,A正确;对B分析,可知B在竖直方向有加速与减速过程,即物块A、B组成的系统存在超重与失重过程,系统所受外力的合力不为0,系统的动量不守恒,但是系统在水平方向上所受外力的合力为0,即系统在水平方向上动量守恒,B错误;设物块B恰好到达最高点上升的高度为h,此时A、B速度相等,则有m2v0=(m1+m2)v3,m2(m1+m2)=m2gh,解得h=0.3 m<l=0.45 m,可知物块B不能够到达细杆MN处,C错误;根据上述可知,物块B从开始运动到最大高度的过程中,B减小的机械能与A增加的机械能相等,则有ΔE机=m1=1 J,D正确。 专题提升课8　“滑块—弹簧”模型和“滑块—斜(曲)面”模型 考点一 考点二 解题精要 1.模型示意图 专题提升课8　“滑块—弹簧”模型和“滑块—斜(曲)面”模型 考点一 考点二 2.模型特点 (1)上升到最大高度:滑块m与斜(曲)面M具有共同水平速度v共,此时滑块m的竖直速度vy=0。系统水平方向动量守恒,mv0=(M+m)v共;系统机械能守恒,+mgh,其中h为滑块上升的最大高度,不一定等于轨道的高度(相当于完全非弹性碰撞,系统减少的动能转化为滑块m的重力势能)。 (2)返回最低点:滑块m与斜(曲)面M分离点。系统水平方向动量守恒,mv0=mv1+Mv2;系统机械能守恒,(相当于弹性碰撞)。 专题提升课8　“滑块—弹簧”模型和“滑块—斜(曲)面”模型 考点一 考点二 $