2027届高考物理一轮总复习课件：第七章 专题提升课10 力学三大观点的综合应用

该高中物理高考复习课件聚焦“力学三大观点的综合应用”核心考点，依据高考评价体系明确考查要求，通过分析近三年高考真题，梳理出多过程问题、多物体系统、临界极值问题三大常考题型，突出对综合分析、数学应用及物理建模能力的考查，构建系统备考框架。 课件亮点在于“真题解析+思维链构建+素养提升”策略，以2023广东卷传送带滑槽模型、浙江选考碰撞弹簧问题为例，运用科学思维中的模型建构与科学推理，拆解分段建模、守恒分析等突破方法，助力学生掌握动量守恒、动能定理应用技巧，教师可据此精准指导，提升复习效率。

专题提升课10　力学三大观点的综合应用 能力 高分练 课中 关键能力·可视思维 专题提升课10　力学三大观点的综合应用 角度一　多过程问题的分段建模与规律选择 例1 (2023广东卷)右图为某药品自动传送系统的示意图。该系统由水平传送带、竖直螺旋滑槽和与滑槽平滑连接的平台组成,滑槽高为3L,平台高为L。药品盒A、B依次被轻放在以速度v0匀速运动的传送带上,在与传送带达到共速后,从M点进入滑槽,A刚好滑到平台最右端N点停下,随后滑下的B以2v0的速度与A发生正碰,碰撞时间极短,碰撞后A、B恰好落在桌面上圆盘内直径的两端。 专题提升课10　力学三大观点的综合应用 已知A、B的质量分别为m和2m,碰撞过程中损失的能量为碰撞前瞬间总动能的。A与传送带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,A、B在滑至N点之前不发生碰撞,忽略空气阻力和圆盘的高度,将药品盒视为质点。求: (1)A在传送带上由静止加速到与传送带共速所用的时间t; (2)B从M点滑至N点的过程中克服阻力做的功W; (3)圆盘的圆心到平台右端N点的水平距离s。 专题提升课10　力学三大观点的综合应用 答案 (1)　(2)6mgL-3m　(3) 解析 (1)A在传送带上运动时的加速度a=μg 由静止加速到与传送带共速所用的时间 t=。 (2)B从M点滑至N点的过程中,由动能定理知 2mg·3L-W=×2m(2v0)2-×2m 解得W=6mgL-3m。 专题提升课10　力学三大观点的综合应用 (3)A、B碰撞过程由动量守恒定律和能量守恒定律可知2m·2v0=mv1+2mv2 ×2m×(2v0)2-(×2m)= 解得v1=2v0,v2=v0 (另一解v1=v0,v2=v0不符合题意,舍掉) 两药品盒做平抛运动的时间t1= 则s-r=v2t1,s+r=v1t1,解得s=。 专题提升课10　力学三大观点的综合应用 破题思维链 专题提升课10　力学三大观点的综合应用 解题精要 解决动力学问题的三个基本观点 (1)动力学观点:运用牛顿运动定律结合运动学知识解题,可处理匀变速运动问题。 (2)能量观点:用动能定理和能量守恒观点解题,可处理非匀变速运动问题。 (3)动量观点:用动量守恒观点解题,可处理非匀变速运动问题。用动量定理可简化问题的求解过程。 专题提升课10　力学三大观点的综合应用 角度二　多物体系统的相互作用与守恒分析 例2 (2023浙江6月选考)为了探究物体间碰撞特性,设计了如图所示的实验装置。水平直轨道AB、CD和水平传送带平滑无缝连接,两半径均为R=0.4 m的四分之一圆周组成的竖直细圆弧管道DEF与轨道CD和足够长的水平直轨道FG平滑相切连接。质量为3m的滑块b与质量为2m的滑块c用劲度系数k=100 N/m的轻质弹簧连接,静置于轨道FG上。现有质量m=0.12 kg的滑块a以初速度v0=2 m/s从D处进入,经DEF管道后,与FG上的滑块b碰撞(时间极短)。 专题提升课10　力学三大观点的综合应用 已知传送带长L=0.8 m,以v=2 m/s的速率顺时针转动,滑块a与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,其他摩擦和阻力均不计,各滑块均可视为质点,弹簧的弹性势能Ep=kx2(x为形变量),重力加速度g取10 m/s2。 (1)求滑块a到达圆弧管道DEF最低点F时速度大小vF和所受支持力大小FN。 (2)若滑块a碰后返回到B点时速度vB=1 m/s,求滑块a、b碰撞过程中损失的机械能ΔE。 (3)若滑块a碰到滑块b立即被粘住,求碰撞后弹簧最大长度与最小长度之差Δx。 专题提升课10　力学三大观点的综合应用 答案 (1)10 m/s　31.2 N　(2)0　(3)0.2 m 解析 (1)对滑块a从D到F,根据动能定理得 mg·2R= 解得vF=10 m/s 在F点有FN-mg=m 解得FN=31.2 N。 专题提升课10　力学三大观点的综合应用 (2)滑块a返回传送带的过程一直在做减速运动,设滑块a与滑块b碰后的速度为va,滑块a从碰后到返回到传送带的B点根据动能定理得 -mg·2R-μmgL= 解得va=5 m/s a和b相互作用的过程满足动量守恒,mvF=m(-va)+3mvb 解得vb=5 m/s a和b碰撞过程损失的机械能为 ΔE=×3m 解得ΔE=0。 专题提升课10　力学三大观点的综合应用 (3)若滑块a碰到滑块b立即被粘住,则根据动量守恒定律得 mvF=(m+3m)v 解得v=2.5 m/s 弹簧被压缩到最短和最长,均有mvF=(m+3m+2m)v' 解得v'= m/s 弹簧最大压缩量和最大伸长量均满足 kx2=(m+3m)v2-(m+3m+2m)v'2 弹簧最大长度与最小长度之差为Δx=2x 解得Δx=0.2 m。 专题提升课10　力学三大观点的综合应用 破题思维链 专题提升课10　力学三大观点的综合应用 解题精要 动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发生运动状态改变时,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)若研究的对象为一物体系统,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,但需注意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,即系统内能的增加量。 专题提升课10　力学三大观点的综合应用 角度三　临界条件与极值问题的综合求解 例3 (2026安徽合肥模拟)如图所示的水平 地面上有a、b、O、e四点。将一条轨道 固定在竖直平面内,ab段是粗糙的水平面, 间距L=2.25 m,与物块间动摩擦因数均为μ=0.2,bcde段光滑,其中斜面bc在b点通过光滑圆弧与水平面连接,在c点与圆弧轨道cde相切(O点为圆心,d为圆弧最高点),其中cd段对应的圆心角θ=37°,圆弧半径R=1.6 m,小物块B静止于b处,质量mA=3 kg的小物块A以速度v0=5 m/s从a点向b运动,到达b点与B发生弹性碰撞,碰后B运动到圆弧轨道的最高点d时对轨道的压力大小等 于B所受重力的,小物块视为质点,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求: 专题提升课10　力学三大观点的综合应用 (1)物块B在d点的速度大小; (2)物块B的质量大小; (3)若仅改变物块B的质量,A与B碰后物块B仍能沿轨道bcd运动到d,求物块B质量的取值范围。 答案 (1)2 m/s　(2)1 kg　(3)(-3) kg≤mB≤3(-1) kg 解析 (1)物块B经过d点,有mBg-mBg=mB 解得vBd=2 m/s。 专题提升课10　力学三大观点的综合应用 (2)A与B碰前,对A由动能定理-μmAgL=mAmA 解得碰前A的速度v1=4 m/s A、B碰撞发生弹性碰撞,动量守恒、机械能守恒mAv1=mAvA2+mBvB2,mAmAmB 碰后对B有mB=mBg·R+mB 解得vB2=v1=6 m/s 解得mB=1 kg。 专题提升课10　力学三大观点的综合应用 (3)由以上可知A、B碰后vB=v1 第1种情况:物块B恰好到达d点速度为0,B的质量最大,由mB1=mB1g·R 解得B的质量最大值为mB1=3(-1) kg 第2种情况:物块B恰好到达c点时与轨道间压力为0,B的质量最小, 由mB2=mB2g·Rcos θ+mB2 在c点有mB2g·cos θ=mB2 解得mB2=(-3) kg 故物块B的质量满足(-3) kg≤mB≤3(-1) kg时,A与B碰后物块B可以沿轨道bcd运动到d。 专题提升课10　力学三大观点的综合应用 破题思维链 专题提升课10　力学三大观点的综合应用 解题精要 临界极值问题,如“恰好”“刚好”“最大”“最小”“脱离”“滑落”“断裂”等,要理解临界状态对应的物理本质[如:圆周运动的“脱离轨道”条件(弹力为零)、相对运动的“不打滑”条件(静摩擦达最大)、弹簧连接体“分离”条件(相互作用力为零、加速度相等);临界条件常转化为方程,极值问题可能涉及不等式或求导(高考较少直接要求求导)] 专题提升课10　力学三大观点的综合应用 $