2019高考物理核心素养微提升（优课件+精讲义+提升练）：专题4 动力学、动量和能量观点的综合应用 (共2份打包)

动力学、动量和能量观点的综合应用 授课提示：对应学生用书第35页 [专题概述] 　本讲为力学综合问题，涉及动力学、功能关系，解此类题目关键要做好“五选择”： (1)当物体受到恒力作用发生运动状态的改变而且又涉及时间时，一般选择用动力学方法解题． (2)当涉及功、能和位移时，一般选用动能定理、机械能守恒定律、功能关系或能量守恒定律解题，题目中出现相对位移时，应优先选择能量守恒定律． (3)当涉及多个物体及时间时，一般考虑动量定理、动量守恒定律． (4)当涉及细节并要求分析力时，一般选择牛顿运动定律，对某一时刻的问题选择牛顿第二定律求解． (5)复杂的问题一般需综合应用能量的观点、运动与力的观点解题． 　如图所示，一质量m1＝0.45 kg的平板小车静止在光滑的水平轨道上．车顶右端放一质量m2＝0.5 kg的小物块，小物块可视为质点，小物块与车之间的动摩擦因数μ＝0.5，现有一质量m0＝0.05 kg的子弹以v0＝100 m/s的水平速度射中小车左端，并留在车中，子弹与车相互作用时间很短．g取10 m/s2，求： (1)子弹刚刚射入小车时，小车的速度大小v1. (2)要使小物块不脱离小车，小车的长度至少为多少？ [解析]　(1)子弹射入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得 m0v0＝(m0＋m1)v1，解得v1＝10 m/s. (2)子弹、小车、小物块组成的系统动量守恒，设当小物块与车共速时，共同速度为v2，两者相对位移大小为L， 由动量守恒定律和动能定理有 (m0＋m1)v1＝(m0＋m1＋m2)v2 μm2gL＝(m0＋m1)v－(m0＋m1＋m2)v 解得L＝5 m 故要使小物块不脱离小车，小车的长度至少为5 m. [答案]　(1)10 m/s　(2)5 m “三大观点”解决力学综合问题的几点注意 (1)弄清有几个物体参与运动，并划分清楚物体的运动过程，如例题中分成“子弹打击木板”及“小物块在木板上的滑动”两个阶段． (2)进行正确的受力分析，明确各过程的运动特点． (3)物体在光滑的平面上运动，或沿光滑的曲面下滑，还有不计阻力的抛体运动，机械能一定守恒；碰撞过程、子弹打击木块、不受其他外力作用的两物体相互作用问题，一般考虑用动量守恒定律分析． (4)含摩擦生热的问题，一般考虑应用能量守恒定律分析． [应用提升练] 1.如图所示，质量为M＝2 kg的足够长的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为MA＝2 kg的物体A(可视为质点)．一个质量为m＝20 g的子弹以500 m/s的水平速度迅速射穿A后，速度变为100 m/s(子弹不会落在车上)，最后物体A静止在车上．若物体A与小车间的动摩擦因数μ＝0.5，求：(g取10 m/s2) (1)平板车最后的速度大小； (2)子弹射穿物体A的过程中系统损失的机械能； (3)A在平板车上滑行的距离． 解析：(1)设平板车最后的速度是v，子弹射穿A后的速度是v1.以子弹、物体A和小车组成的系统为研究对象，根据动量守恒定律得 mv0＝mv1＋(M＋MA)v 代入数据解得v＝2 m/s. (2)以子弹与A组成的系统为研究对象，由动量守恒定律得mv0＝mv1＋MAv2 代入数据解得子弹射穿A后A获得的速度 v2＝4 m/s 所以子弹射穿物体A过程中系统损失的机械能 ΔE＝mv－mv－MAv＝2 384 J. (3)假设A在平板车上滑行的距离为d. 根据能量守恒定律 μMAgd＝MAv－(M＋MA)v2 代入数据解得d＝0.8 m. 答案：(1)2 m/s　(2)2 384 J　(3)0.8 m 2．如图所示，光滑水平面上有一质量M＝4.0 kg的平板车，车的上表面有一段长L＝1.5 m的粗糙水平轨道，水平轨道左侧连一半径R＝0.25 m的四分之一光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在点O′处相切．现将一质量m＝1.0 kg的小物块(可视为质点)从平板车的右端以水平向左的初速度v0滑上平板车，小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.5，小物块恰能到达圆弧轨道的最高点A.g取10 m/s2，求： (1)小物块滑上平板车的初速度v0的大小； (2)小物块与车最终相对静止时，它距点O′的距离． 解析：(1)平板车和小物块组成的系统在水平方向上动量守恒，设小物块到达圆弧轨道最高点A时，二者的共同速度为v1 由动量守恒定律得mv0＝(M＋m)v1① 由能量守恒定律得 mv＝mgR＋μmgL＋(M＋m)v② 联立①②并代入数据解得v0＝5 m/s.③ (2)设小物块最终与车相对静止时，二者的共同速度为v2，从小物块滑上平板车，到二者相对静止的过程中，由动量守恒定律得mv0＝(M＋m)v2④ 设小物块与车最终相对静止时，它距O′点的距离为x，由能量守恒定律得 mv＝μmg(L＋x