适用于新教材2024版高考物理一轮总复习第6章动量守恒定律专题提升课11力学三大观点的综合应用课件

这是一份适用于新教材2024版高考物理一轮总复习第6章动量守恒定律专题提升课11力学三大观点的综合应用课件，共24页。PPT课件主要包含了审题指导，答案BC等内容，欢迎下载使用。

专题概要:本专题主要学习的是应用力学三大观点解决力学中的综合问题,此类问题在高考中常以压轴题的形式出现。其中动力学观点主要涉及牛顿运动定律和运动学规律,用于分析力与运动的关系;动量观点主要涉及动量定理和动量守恒定律,用于分析力在时间上的积累效果,以及研究碰撞、反冲等问题;能量观点主要涉及动能定理、机械能守恒定律、功能关系和能量守恒定律,可分析力在位移上的积累效果,三大观点灵活结合可以实现对力学综合问题的有效解答。
1.两大观点动量的观点:动量定理和动量守恒定律。能量的观点:动能定理和能量守恒定律。2.三种技巧(1)若研究对象为一个系统,应优先考虑应用动量守恒定律和能量守恒定律(机械能守恒定律)。(2)若研究对象为单一物体,且涉及功和位移问题时,应优先考虑动能定理。(3)动量守恒定律、能量守恒定律(机械能守恒定律)、动能定理都只考查一个物理过程的初、末两个状态有关物理量间的关系,对过程的细节不予细究,这正是它们的方便之处,特别对于变力做功问题,就更显出它们的优越性。
典例1.(2022湖北卷)打桩机是基建常用工具。某种简易打桩机模型如图所示,重物A、B和C通过不可伸长的轻质长绳跨过两个光滑的等高小定滑轮连接,C与滑轮等高(图中实线位置)时,C到两定滑轮的距离均为L。重物A和B的质量均为m,系统可以在如图虚线位置保持静止,此时连接C的绳与水平方向的夹角为60°。某次打桩时,用外力将C拉到图中实线位置,然后由静止
(1)求C的质量。(2)若D在运动过程中受到的阻力F可视为恒力,求F的大小。(3)撤掉桩D,将C再次拉到图中实线位置,然后由静止释放,求A、B、C的总动能最大时C的动能。思维点拨 (1)由系统静止状态,根据平衡条件可计算C的质量;(2)C与D发生碰撞,根据动量守恒定律可求碰撞后D的速度;根据动能定理可求阻力F;(3)A、B、C由静止释放后遵循机械能守恒定律,根据数学方法求极值可得A、B、C的总动能最大时对应状态。
解析 (1)系统在虚线位置保持静止,以C为研究对象,根据平衡条件可知mCg=2mgcs 30°
(3)设某时刻C向下运动的速度为v',A、B向上运动的速度为v,图中虚线与竖直方向的夹角为α,根据机械能守恒定律可知
对点演练1.(2022山东卷)我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示,发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出,火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中(　　)A.火箭的加速度为零时,动能最大B.高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能C.高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量D.高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量答案 A
解析 本题结合火箭“冷发射”过程,考查动能、动量定理和功能关系。选火箭为研究对象,其先向上做加速运动,后向上做减速运动,至火箭速度为零。开始火箭受推力、重力及空气阻力,当合力为零时,加速度为零,速度最大,动能最大,选项A正确。火箭向上运动过程中,重力势能也增加,选项B错误。根据动量定理,推力、重力和空气阻力的合力的冲量等于火箭动量的增加量,选项C错误。根据动能定理,推力、重力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量,选项D错误。
1.力的三个作用效果与五个规律
2.解动力学问题的三大观点
典例2.如图所示,水平轨道OP光滑,PM粗糙,PM长L=3.2 m。OM与半径R=0.15 m的竖直半圆轨道MN平滑连接。小物块A自O点以v0=14 m/s向右运动,与静止在P点的小物块B发生正碰(碰撞时间极短),碰后A、B分开,A恰好运动到M点停止。A、B均看作质点。已知A的质量mA=1.0 kg,B的质量mB=2.0 kg,A、B与轨道PM的动摩擦因数均为μ=0.25,g取10 m/s2。(1)求碰后A、B的速度大小;(2)求碰后B沿轨道PM运动到M点所需时间;(3)若B恰好能到达半圆轨道最高点N,求沿半圆轨道运动过程损失的机械能。
答案 (1)4 m/s　5 m/s　(2)0.8 s　(3)1.5 J
(3)B在M点的速度大小v3=v2-at代入数值解得v3=3 m/s
对点演练2.(多选)(2023湖北鄂东南模拟)如图所示,光滑的水平地面上固定着挡板P,质量为2m的小车(其上表面固定着一竖直轻杆)左端紧靠挡板P而不粘连,长为L的轻绳一端固定在轻杆O点,另一端连着质量为m的小球,整个系统静止于水平地面上。现将小球和轻绳拉至水平与O点等高处,并由静止释放,不计空气阻力和一切摩擦,重力加速度为g,关于此后的运动过程,
下列说法不正确的是(　　)
3.(2023河北石家庄模拟)如图是小王练习滑板的部分赛道的示意图。赛道位于竖直平面内,可视为光滑,其中AB和CD为半径R1=1.8 m和R2=3.6 m 的圆弧赛道,BC为水平赛道、B、C处与圆弧轨道平滑连接;滑板a和b的质量分别为m1=6 kg 和m2=2 kg,小王质量m3=42 kg。某时刻,小王站在滑板a上,先从赛道AB上的E点由静止自由滑下,滑上BC赛道后,小王从滑板a跳到静止放置在水平赛道上的滑板b上,跳后滑板a的速度变为0,然后滑板a立刻被撤走。已知滑板和小王的所有运动都在同一竖直平面内,小王与滑板b始终没有冲出赛道AD,滑板和小王均可视为质点,重力加速度g取10 m/s2。
(1)求小王离开滑板a前速度v0的最大值。(2)在满足(1)的条件下,求小王在初始时刻在E点对滑板a的压力大小。(以上计算结果均保留两位有效数字)答案 (1)5.5 m/s　(2)67 N
解析 (1)以小王和两滑板为研究对象,跳入滑板b前后水平动量守恒,设小王与滑板b的共同速度为v,则有(m3+m1)v0=0+(m3+m2)v小王与滑板b一起运动,不脱离轨道,即不能越过D点和A点,故恰好不脱离轨道的情况下,需满足两者返回到A点时速度恰好为0。对两者,从B点至A点,由动能定理有-(m3+m2)gR1=0- (m3+m2)v2联立解得v=6 m/sv0=5.5 m/s。