高考物理一轮复习专题5力学观点综合应用课件

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考点一　碰撞模型的拓展师生共研题型1| “弹簧系统”模型1．模型图2．模型特点(1)在能量方面，由于弹簧的形变会具有弹性势能，系统的总动能将发生变化，若系统所受的外力和除弹簧弹力以外的内力不做功，系统机械能守恒．(2)在动量方面，系统动量守恒．(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．(4)弹簧处于原长时，弹性势能为零．
例1 如图所示，质量分别为1 kg、3 kg的滑块A、B位于光滑水平面上，现使滑块A以4 m/s的速度向右运动，与左侧连有轻弹簧的滑块B发生碰撞．求二者发生碰撞的过程中(1)弹簧的最大弹性势能；(2)滑块B的最大速度．
题型2|滑块—木板模型1．常见模型图2．模型特点(1)当滑块和木板的速度相等时木板的速度最大，两者的相对位移也最大．(2)系统的动量守恒，但系统的机械能不守恒，摩擦力与两者相对位移的乘积等于系统机械能的减少量，当两者的速度相等时，系统机械能损失最大．
例2 如图所示，质量m1＝0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L＝1.5 m，现有质量m2＝0.2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0＝2 m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10 m/s2，求：(1)物块与小车共同速度；(2)物块在车面上滑行的时间t；(3)小车运动的位移x；(4)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v′0不超过多少？
题后反思“滑块—木板”模型解题思路：(1)应用系统的动量守恒．(2)在涉及滑块或木板的运动时间时，优先考虑用动量定理．(3)在涉及滑块或木板的位移时，优先考虑用动能定理．(4)在涉及滑块与木板的相对位移时，优先考虑用系统的能量守恒定律．(5)滑块恰好不相对滑动时，滑块与木板达到共同速度．
题型3| “子弹打木块”模型1．“子弹打木块”的两种典型情况(1)“木块”放置在光滑的水平面上运动性质：“子弹”对地在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动；“木块”在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动．处理方法：通常由于“子弹”和“木块”的相互作用时间极短，内力≫外力，可认为在这一过程中动量守恒．把“子弹”和“木块”看成一个系统，①系统水平方向动量守恒；②系统的机械能不守恒；③对“木块”和“子弹”分别应用动能定理．(2)“木块”固定在水平面上运动性质：“子弹”对地在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动；“木块”静止不动．处理方法：对“子弹”应用动能定理或牛顿第二定律．
2．两种类型的共同点(1)系统内相互作用的两物体间的一对滑动摩擦力做功的总和恒为负值(因为有一部分机械能转化为内能)．(2)摩擦生热的条件：必须存在滑动摩擦力和相对滑行的路程，大小为Q＝fs，其中f是滑动摩擦力的大小，s是两个物体的相对路程(在一段时间内“子弹”射入“木块”的深度，就是这段时间内两者的相对路程，所以说是—个相对运动问题)．
例3 如图所示，质量为m＝245 g的物块(可视为质点)放在质量为M＝0.5 kg的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为μ＝0.4.质量为m0＝5 g的子弹以速度v0＝300 m/s沿水平方向射入物块并留在其中(时间极短)，g取10 m/s2.子弹射入后，求：(1)子弹进入物块后子弹和物块一起向右滑行的最大速度v1.(2)木板向右滑行的最大速度v2.(3)物块在木板上滑行的时间t.
解析：(1)子弹进入物块后和物块一起向右滑行的初速度即最大速度v1，由动量守恒可得：m0v0＝(m0＋m)v1，解得v1＝6 m/s.(2)当子弹、物块、木板三者共速时，木板的速度最大，由动量守恒定律可得：(m0＋m)v1＝(m0＋m＋M)v2解得v2＝2 m/s.(3)对物块和子弹组成的整体应用动量定理得：－μ(m0＋m)gt＝(m0＋m)v2－(m0＋m)v1解得：t＝1 s.答案：(1)6 m/s　(2)2 m/s　(3)1 s
【考法拓展】　在【例3】的基础上，回答下列问题：(1)子弹射入物块并留在其中(时间极短)，其中的含义是什么？(2)足够长的木板会使子弹、物块、木板的运动有怎样的结果？(3)当木板的速度v板＝1 m/s时，子弹和物块的速度v物是多大？在此过程中物块相对于木板滑行了多远？
练1　 [2020·北京丰台区二中期中](多选)如图所示，光滑水平面上有两辆小车，用细线相连，中间有一个被压缩的轻弹簧，小车处于静止状态，烧断细线后，由于弹力的作用两辆小车分别向左、右运动．已知两辆小车的质量之比m1：m2＝2：1，下列说法正确的是(　　)A．弹簧弹开后两辆小车速度大小之比为1：2B．弹簧弹开后两辆小车动量大小之比为1：2C．弹簧弹开过程两辆小车受到的冲量大小之比为2：1D．弹簧弹开过程弹力对两辆小车做功之比为1：2
练2　如图甲所示，质量M＝2 kg的木板以初速度v0＝5 m/s在光滑的水平面上运动，质量m＝0.5 kg的滑块落在木板的右端没有弹起，最终恰好没掉下来，从滑块落到木板上开始计时，二者的速度—时间图象如图乙所示，g取10 m/s2，求：(1)滑块与木板间的动摩擦因数μ.(2)木板的长度L和系统产生的内能Q. 
考点二　力学三大观点解决多过程问题师生共研1．表现形式(1)直线运动：水平面上的直线运动、斜面上的直线运动、传送带上的直线运动．(2)圆周运动：绳模型圆周运动、杆模型圆周运动、拱形桥模型圆周运动．(3)平抛运动：与斜面有关的平抛运动、与圆轨道有关的平抛运动．
2．应对策略(1)力的观点解题：要认真分析运动状态的变化，关键是求出加速度．(2)两大定理解题：应确定过程的初、末状态的动量(动能)，分析并求出过程中的冲量(功)．(3)过程中动量或机械能守恒：根据题意选择合适的初、末状态，列守恒关系式，一般这两个守恒定律多用于求某状态的速度(率)．
练　[2020·浙江7月，20]小明将如图所示的装置放在水平地面上，该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道AB和倾角θ＝37°的斜轨道BC平滑连接而成．质量m＝0.1 kg的小滑块从弧形轨道离地高H＝1.0 m处静止释放．已知R＝0.2 m，LAB＝LBC＝1.0 m，滑块与轨道AB和BC间的动摩擦因数均为μ＝0.25，弧形轨道和圆轨道均可视为光滑，忽略空气阻力．(1)求滑块运动到与圆心O等高的D点时对轨道的压力；(2)通过计算判断滑块能否冲出斜轨道的末端C点；(3)若滑下的滑块与静止在水平直轨道上距A点x处的质量为2m的小滑块相碰，碰后一起运动，动摩擦因数仍为0.25，求它们在轨道BC上到达的高度h与x之间的关系．(碰撞时间不计，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)