2026届高考物理一轮复习课件 第七章 第5讲 小专题 动力学、能量和动量观点的综合应用

第5讲　小专题:动力学、能量和动量观点的综合应用考点一动量观点与动力学观点的综合应用动量与牛顿运动定律的选用原则(1)涉及加速度的问题,则选用牛顿运动定律或运动学公式。(2)涉及某段时间的运动状态变化,一般选用动量定理。(3)涉及物体系统,且它们之间有相互作用,一般选用动量守恒定律,但需注意是否满足守恒的条件。(4)涉及碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象时,一般作用时间都极短,即使系统所受合力不为0,也可以用动量守恒定律去解决。[例1] 【动量观点与动力学观点的综合应用】 (2024·陕西西安一模)某物流公司用如图所示的传送带将物体从高处传送到低处。传送带与水平地面夹角θ=37°,顺时针转动的速率v0=2 m/s。将质量为m=25 kg的物体无初速度地放在传送带的顶端A,物体到达底端B后能无碰撞地滑上质量为M=50 kg的木板左端。已知物体与传送带、木板间的动摩擦因数分别为μ1=0.5、μ2=0.25,A、B间的距离为s=8.20 m。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。(1)求物体滑上木板左端时的速度大小。【答案】 (1)6 m/s(2)若地面光滑,要使物体不会从木板上掉下,木板长度L至少应是多少?【答案】 (2)4.8 m(3)若木板与地面间的动摩擦因数为μ=0.1,且物体不会从木板上掉下,求木板的最小长度L′。【答案】 (3)7.2 m考点二动量与能量观点的综合应用动量与能量观点的选用原则在应用动量观点和功能关系解题时,往往涉及位移的求解时应用动能定理,涉及时间的求解时应用动量定理,涉及滑动摩擦力做功时一般应用能量守恒定律列式求解。[例2] 【动量与能量观点的综合应用】 (2024·广东肇庆一模)如图所示,光滑水平地面上放置一质量为m的上表面光滑的四分之一圆弧形斜劈,圆弧与水平地面间平滑连接,一固定桩置于斜劈右侧固定斜劈。另一质量也为m的小物块(可视为质点)以初速度v0冲向斜劈,恰能上升到斜劈最高点,不计一切阻力。(1)求圆弧半径R;(2)若撤去固定桩,小物块仍以初速度v0冲向斜劈,求此时小物块所能上升的最高点与水平地面间的高度差;(3)若撤去固定桩,改变小物块的初速度大小,使小物块所能上升的最大高度为2R,求此时小物块的初速度大小和斜劈最终的末速度大小。(结果均用v0表示)【答案】 (3)2v0　2v0考点三力学三大观点的综合应用三大观点优选策略(1)在研究物体受力的瞬时作用与物体运动的关系时,或者物体受到恒力作用做匀变速直线运动时,优先选用牛顿第二定律和运动学规律解决问题。(2)研究某一物体受到力的持续作用运动状态发生改变时,如果涉及时间的问题,或作用时间极短的冲击作用,优先选用动量定理解决问题。(3)研究某一物体受到力的持续作用运动状态发生改变时,如果涉及位移且不涉及加速度、时间等问题,优先选用动能定理解决问题。(4)如果系统中只有重力或弹簧弹力做功,而又不涉及加速度和时间,优先选用机械能守恒定律解决问题。(5)若研究的对象为一物体系统,且它们之间有相互作用,如果所研究的问题满足动量守恒或机械能守恒的条件,则优先选用动量守恒定律和机械能守恒定律解决问题。(6)在涉及相对位移问题时,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,即转变为系统内能的量。(7)在涉及碰撞、爆炸、反冲、打击、绳绷紧等物理现象时,注意这些过程一般均隐含有系统机械能与其他形式能量之间的转化。这类问题由于作用时间都极短,则优先选用动量守恒定律及能量守恒定律解决问题。[例3] 【力学三大观点的综合应用】 (2024·黑吉辽卷,14)如图,高度h=0.8 m的水平桌面上放置两个相同物块A、B,质量mA=mB=0.1 kg。A、B间夹一压缩量Δx=0.1 m的轻弹簧,弹簧与A、B不拴接。同时由静止释放A、B,弹簧恢复原长时A恰好从桌面左端沿水平方向飞出,水平射程xA=0.4 m;B脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离xB=0.25 m后停止。A、B均视为质点,取重力加速度g=10 m/s2。求:(1)脱离弹簧时A、B的速度大小vA和vB;【答案】 (1)1 m/s　1 m/s(2)物块与桌面间的动摩擦因数μ;【答案】 (2)0.2　(3)整个过程中,弹簧释放的弹性势能ΔEp。【答案】 (3)0.12 J(满分:80分)课时作业1.(4分)(2025·贵州六盘水开学考)一爆竹从水平地面上竖直向上抛出,爆竹上升到最高点时炸裂为质量不同、速度均沿水平方向的两部分,最后均落回地面。不计空气阻力。下列说法正确的是(　　)[A] 质量大的部分在空中运动的时间长[B] 质量小的部分在空中运动的时间长[C] 质量大的部分落地速度大[D] 质量小的部分落地速度大对点1.动量观点与动力学观点的综合应用基础对点练D 2.(12分)气囊是剧烈碰撞事故时保护驾驶员安全的重要设施,当汽车在碰撞过程中受到的平均撞击力达到某个临界值F0时,安全气囊爆开。某路段的限速为40 km/h,质量m1=1 600 kg的甲车以某一速度与正前方质量m2=1 600 kg以速度v2=18 km/h 迎面行驶的乙车发生碰撞,经过极短时间t=0.16 s,两车以相同的速度沿着甲车的行驶方向一起又滑行了1 m后停下,此次碰撞甲车内的安全气囊恰好爆开,设两车与路面的动摩擦因数μ=0.2,g取10 m/s2,求:(1)两车碰撞后瞬时速度的大小;【答案】 (1)2 m/s(2)甲车碰撞前是否超速;【答案】 (2)没有超速(3)气囊爆开的临界撞击力F0的大小。【答案】 (3)6.68×104 N对点2.动量与能量观点的综合应用3.(4分)(2024·广东东莞三模)如图甲所示,水平冰面上有两名同学,同学A的质量为50 kg,同学B静止站在冰面上,A以一定的初速度向B滑去,抱住同学B后两人一起向右运动。以向右为正方向,同学A的位移—时间图像如图乙所示,不计空气和冰面对人的阻力,则下列说法正确的是(　　)[A] 同学B对A的冲量为150 N·s[B] 同学A和B的质量之比为3∶2[C] 两人相抱过程中损失的动能为375 J[D] 两人相抱过程中相互间的作用力做功大小之比为1∶1C 4.(14分)如图所示为春节期间燃放的“火箭”型爆竹,由上下A、B两部分构成,A的质量m1=0.1 kg,B的质量m2=0.2 kg,A、B中间夹有少量火药,不计其质量。开始时让“火箭”在距地面H=0.8 m高处自由释放,“火箭”着地瞬间以原速率的0.75倍反弹,刚要离开地面时火药爆炸,经极短时间后A、B分离,此时B的速度恰好为零。不计空气阻力和“火箭”的体积,可认为火药爆炸所释放的化学能全部转化为A、B的机械能,重力加速度g取10 m/s2。求:(1)“火箭”着地时的速度v的大小;【答案】 (1)4 m/s(2)爆炸过程A部分所受作用力的冲量I的大小;【答案】 (2)0.6 N·s(3)火药爆炸所释放的化学能E。【答案】 (3)2.7 JCD 对点3.力学三大观点的综合应用BD 7.(14分)如图甲所示,半径为R=0.8 m的光滑四分之一圆弧轨道固定在竖直平面内,最低点B切线水平,B离地面的高度h=0.8 m,小球b放在B点,让小球a在A点由静止释放,在圆弧轨道的最低点a与b发生正碰,碰撞后两球同时落地,两球落地点间距0.4 m, a、b两球的质量均为0.5 kg,重力加速度为g取10 m/s2,不计空气阻力。(1)求两球碰撞过程中损失的机械能; 【答案】 (1)1.875 J(2)若两球碰撞后粘在一起,则碰撞后瞬间,两球对圆弧轨道的压力多大?两球粘在一起后要能落在地面上离B点水平距离为1 m的位置,可在靠近B点固定一水平板,如图乙所示,板的上表面刚好与B点的切线在同一平面,球与板间的动摩擦因数为0.25,则板应多长?【答案】 (2)15 N　0.6 m综合提升练C9.(16分)(2024·山东卷,17)如图甲所示,质量为M的轨道静止在光滑水平面上,轨道水平部分的上表面粗糙,竖直半圆形部分的表面光滑,两部分在P点平滑连接,Q为轨道的最高点。质量为m的小物块静置在轨道水平部分上,与水平轨道间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知轨道半圆形部分的半径R=0.4 m,重力加速度大小g取10 m/s2。(1)若轨道固定,小物块以一定的初速度沿轨道运动到Q点时,受到轨道的弹力大小等于3mg,求小物块在Q点的速度大小v;【答案】 (1)4 m/s(2)若轨道不固定,给轨道施加水平向左的推力F,小物块处在轨道水平部分时,轨道加速度a与F对应关系如图乙所示。①求μ和m;【答案】 (2)①0.2　1 kg②初始时,小物块静置在轨道最左端,给轨道施加水平向左的推力F=8 N,当小物块到P点时撤去F,小物块从Q点离开轨道时相对地的速度大小为7 m/s。求轨道水平部分的长度L。【答案】 ②4.5 m感谢观看