专题08力学中三大观点的综合应用（讲义）（解析版）.docx

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1、专题08力学中三大观点的综合应用目录考点一动量与能量观点的综合应用3真题ff析规律探寻.3核心提炼.一向探究51. 动量与动能的比较52. 冲量与功的比较63. “滑块一木板模型64. “滑块一斜（曲）面”模型75. “滑块一弹簧”模型7超型特训命题预测8考向一子弹打木块滑块与滑板滑块与弹簧类问题8考点二力学三大观点的综合应用13真题册析规律探寻.I3核心提炼多向探究I51 .力的三个作用效果与五个规律152 .解动力学问题的三个基本观点153 .力学规律的选用原则15ek题型特训命题预演L16考向一力学三大观点的综合应用16考点要求考题统计动量与能量观点的综合应用考向一子弹打木块滑块与滑板滑

2、块与弹簧类问题*2023浙江高考真题、2023山东高考真题、2022湖北高考真题、2022全国高考真题、2022福建高考真题力学三大观点的综合应用考向一力学三大观点的综合应用：2023河北高考真题、2023广东高考真题、2023北京高考真题、2023江苏高考真题、2023浙江高考真题、2022湖北高考真题、2022浙江高考真题、2022北京高考真题、2022天津高考真题、2022海南高考真题、2022广东高考真题、2022重庆高考真题、2021湖南高考真题、2021北京高考真题、2021广东高考真题、2021河北高考真题、2021湖北高考真题、2021浙江高考真题、2021全国高考真题考情分析

3、【命题规律及方法指导】1.命题重点：本专题是力学综合性最大的一个专题，这类题需要结合牛顿运动定律、功和能等物理观念解决问题,考查考生的综合应用能力,难度也比较大2 .常用方法：动力学的方法、能量的方法、动量的方法。3 .常考题型：选择题，计算题.【命题预测】1 .本专题属于重点、难点内容；2 .高考命题考察方向动量与能量观点的综合应用：结合物体的典型运动进行考查；在综合问题的某一过程中遵守机械能守恒定律时进行考查。力学三大观点的综合应用：牛顿运动定律结合运动学公式处理匀变速直线运动的问题；动能定理结合能量守恒定律处理变力及曲线运动问题；动量定理结合能量守恒定律、动量守恒定律处理碰撞、反冲类问题

4、“滑块一弹簧模型J考点一动量与能量观点的综合应用真题研析规律探寻1.（2022全国高考真题）（多选）质量为Ikg的物块在水平力产的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，尸与时间，的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小取g=10ms2则（）经。石尸管道后，与广G上的滑块b碰撞(时间极短)。已知传送带长L=08m,以u=2ms的速率顺时针转动，滑块。与传送带间的动摩擦因数4=0.5,其它摩擦和阻力均不计，各滑块均可视为质点，弹簧的弹性势能=g2(X为形变量)。(1)求滑块。到达圆弧管道OEF最低点尸时速度大小VF和所受支持力大小Fn;(2)若滑块。碰后返回到B点时速

5、度%=Ims,求滑块、匕碰撞过程中损失的机械能E;(3)若滑块。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x【考向】“滑块一弹簧”模型【答案】(1)lOm/s；31.2；(2)0；(3)0.2m【详解】(1)滑块a从D到F,由能量关系mg2R=:机片-g用在F点Fn-mg=m?R解得UF=Iom/sFn=31.2N(2)滑块a返I可B点时的速度VB=ImZs,滑块a一直在传送带上减速，加速度大小为=5ms2根据其=吧-24L可得在C点的速度vc=3ms则滑块a从碰撞后到到达C点仃+MR解得v=5ms因ab碰撞动量守恒，则叫=-Wv1+3wv2解得碰后b的速度V2=5ms则碰撞损失

6、的能量E=inv-；mv12-g3m=O(3)若滑块a碰到滑块b立即被粘住，则ab碰后的共同速度加昨=4机妙解得v=2.5ms当弹簧被压缩到最短或者伸长到最长时有共同速度4w=6mu则V=-m/s3当弹簧被压缩到最短时压缩量为Xl,由能量关系:4my2=6m+4g2222解得M=O.Im同理当弹簧被拉到最长时伸长量为X2=Xl则弹簧最大长度与最小长度之差x=2x=0.2m3.(2022福建高考真题)如图，L形滑板A静置在粗糙水平面上，滑板右端固定一劲度系数为上的轻质弹簧，弹簧左端与一小物块B相连，弹簧处于原长状态。一小物块C以初速度%从滑板最左端滑入，滑行SO后与B发生完全非弹性碰撞(碰撞时间

7、极短)，然后一起向右运动；一段时间后，滑板A也开始运动.已知A、B、C的质量均为加，滑板与小物块、滑板与地面之间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g;最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，弹簧始终处于弹性限度内。求：(1) C在碰撞前瞬间的速度大小；(2) C与B碰撞过程中损失的机械能；(3)从C与B相碰后到A开始运动的过程中，C和B克服摩擦力所做的功。 FlVWW【考向】.“滑块一木板”模型、”滑块一弹簧模型。222【答案】(1)Jv-28s0；(2)-m(vl-2gs0)；(3)WF4k【详解】(1)小物块C运动至刚要与物块B相碰过程，根据动能定理可得-侬=g所就解得C在碰撞前瞬间的速度大小为匕

8、=-2gs0(2)物块B、C碰撞过程，根据动量守恒可得相片=2”匕解得物块B与物块C碰后一起运动的速度大小为匕=JJ*-2g%故C与B碰撞过程中损失的机械能为E=g叫2-gx2m4=；冽宙-24变0)(3)滑板A刚要滑动时，对滑板A,由受力平衡可得kx+2/咫=3MHg解得弹簧的压缩量，即滑板A开始运动前物块B和物块C一起运动的位移大小为Ar二华从C与B相碰后到A开始运动的过程中，C和B克服摩擦力所做的功为卬=2w%gAr=女红宴核心提炼考向探究1 .动量与动能的比较动量动能物理意义描述机械运动状态的物理量定义式p=rnv012E1=mvk2标矢性矢量标量变化因素合外力的冲量合外力所做的功大小

9、关系p=y2mE,.2m变化量NP=FtEFl联系(1)都是相对量，与参考系的选取有关，通常选取地面为参考系(2)若物体的动能发生变化，则动量一定也发生变化；但动量发生变化时动能不一定发生变化2 .冲量与功的比较冲量功定义作用在物体上的力和力作用时间的乘积作用在物体上的力和物体在力的方向上的位移的乘积单位NsJ公式1=Ft(尸为恒力)W=Flcos（F为恒力）矢标性矢量:标量意义(1)表示力对时间的累积(2)是动量变化的量度(1)表示力对空间的累积(2)是能量变化的量度联系都是过程量,都与力的作用过程杵联系3 .“滑块一木板”模型1)模型图示m)水平地面光滑2)模型特点系统的动量守恒，但机械能

10、不守恒，摩擦力与两者相对位移的乘积等于系统减少的机械能.若滑块未从木板上滑下，当两者速度相同时，木板速度最大，相对位移最大.3)求解方法求速度：根据动量守恒定律求解，研究对象为一个系统；求时间：根据动量定理求解，研究对象为一个物体；求系统产生的内能或相对位移：根据能量守恒定律Q=FrAr或Q=E初-E末，研究对象为一个系统.4 .“滑块一斜（曲）面”模型1）模型图示接触面光滑2）模型特点上升到最大高度：m与M具有共同水平速度U共，此时m的竖直速度Uy=O.系统水平方向动量守恒，m%=（M+4；系统机械能守恒，丽=g（+m）喙+吆儿其中h为滑块上升的最大高度，不一定等于弧形轨道的高度（相当于完全

11、非弹性碰撞，系统减少的动能转化为m的重力势能）.返回最低点：m与M分离点.水平方向动量守恒，wv0=Mvl+m2；系统机械能守恒gm4=gM*+gmv相当于完成了弹性碰撞）.5 .“滑块一弹簧”模型D模型图示m10000000vm2/水青地面光滑2）模型特点动量守恒：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；机械能守恒：系统所受的外力为零或除弹簧弹力以外的内力不做功，系统机械能守恒；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（完全非弹性碰撞拓展模型）；弹簧恢复原长时，弹性势能为零，系统动能最大（完全弹性碰撞拓展模型，相当于碰撞结束

12、时）.题型特训二命题预测考向一子弹打木块滑块与滑板滑块与弹簧类问题1. （2024河南校联考模拟预测）（多选）如图所示，质量M=3kg表面粗糙的长木板静止在光滑的水平面上，时质量M=3kg表面粗糙的物块（可视为质点）以初速度%=4ms滑上长木板，物块做匀减速运动,长木板做匀加速运动，经过时间Ak2s物块和长木板以共同速度做匀速运动，重力加速度g=10ms2,则下列说法正确的是（）A.长木板做匀加速运动的加速度大小为lms2B.物块与长木板之间的动摩擦因数为0.15C.长木板的长度至少为6mD.物块与长木板组成的系统损失的机械能为12J【答案】AD【详解】A.对系统由动量守恒定律得WO=（M+也

13、解得v=2ms,长木板做匀加速运动的加速度大小O=孚=2=lms2,故A正确；B.根据牛顿第二定律，对长木板有尸=MWg=M也解得物块与K木板之rr04-V0+2间的动摩擦因数为=01，故B错误；C.前2s内长木板的位移=-yx4=一x2m=2m,物块的位移W=风mxAf=岁x2m=6m,所以长木板最小长度乙=9一王=4m,故C错误；D.物块与长木板组成的系统损失的机械能AE=；w：；（m+M2=12J,故D正确。故选ADo2. （2023重庆一模）如图所示，光滑水平面上质量为2M的物体A以速度V向右匀速滑动，质量为M的B物体左端与轻质弹簧连接并静止在光滑水平面上，在物体A与弹簧接触后，以下判

14、断正确的是（）VA囚恻WW轲/MvA.在物体A与弹簧接触过程中，弹簧对A的弹力冲量大小为3B.在物体A与弹簧接触过程中，弹簧对B的弹力做功的功率一直增大C.从A与弹簧接触到A、B相距最近的过程中，弹簧对A、B做功的代数和为O-Mv2D.从A与弹簧接触到A、B相距最近的过程中，最大弹性势能为3【答案】A【详解】A.在物体A与弹簧接触过程中，根据动量守恒定律得2=2Mv+M%,根据机械能守恒定律得g.2MV2=g.2MyA2+gM%2,解得M=I，%=+，根据动量定理得弹簧对A的弹力冲量大小4/=2M(y-v),解得/=乙A正确；B.在物体A与弹簧接触到弹簧最短的过程中，弹簧的弹力和B的速度都增大，弹簧对B的弹力做功的功率增大；在弹簧接近原长时，B的速度接近而弹簧的弹力几乎等于零，弹簧对B的弹力做功的功率几乎等于零，所以在物体A与弹簧接触过程中，弹簧对B的弹